Más allá del sí o el no: Cómo el cerebro navega entre objetivos en competencia

¿Cómo decidimos qué hacer cuando nos enfrentamos a distintas opciones? ¿Y cómo adapta el cerebro esas decisiones a medida que cambia el mundo que nos rodea? Un nuevo estudio publicado en Nature por investigadores del Baylor College of Medicine y del Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) del Texas Children’s Hospital ofrece hallazgos sorprendentes al revelar cómo el cerebro humano equilibra continuamente objetivos en competencia en tiempo real.

La mayor parte de la investigación sobre la toma de decisiones se ha centrado en elecciones discretas, como seleccionar la opción A en lugar de la opción B. La vida real rara vez es tan simple. Ya sea decidir entre terminar un proyecto y responder un mensaje de texto, elegir la ruta más rápida para llegar a casa o equilibrar responsabilidades en conflicto a lo largo del día, las personas navegan constantemente prioridades cambiantes y entornos dinámicos. Este estudio buscó comprender cómo el cerebro gestiona estas decisiones continuas.

Los coautores correspondientes, el Dr. Benjamin Hayden, profesor de neurocirugía y becario McNair en Baylor, y el Dr. Sameer Sheth, profesor de neurocirugía y becario McNair en Baylor, director de los Laboratorios de la Fundación Gordon and Mary Cain Pediatric Neurology Research Foundation e investigador principal en el Duncan NRI, lideraron un equipo multidisciplinario que incluyó a Assia Chericoni, estudiante de posgrado de Baylor. Juntos investigaron cómo el cerebro respalda la toma continua de decisiones en situaciones en las que las personas deben equilibrar, actualizar y reevaluar constantemente objetivos en competencia.

Para abordar esta cuestión, los investigadores aplicaron un marco conocido como control composicional, un concepto tomado de la teoría de control y la robótica. En este marco, el comportamiento complejo surge de una combinación dinámica de estrategias más simples orientadas a objetivos, mientras que un “metacontrolador” de nivel superior ajusta continuamente la importancia de cada objetivo a medida que cambian las condiciones.

El equipo puso a prueba esta idea mediante un videojuego de persecución de presas controlado con una palanca de mando, en el que los participantes perseguían objetivos virtuales que diferían en velocidad y valor de recompensa. Analizaron y registraron la actividad de neuronas individuales en tres regiones cerebrales, el hipocampo (HPC), la corteza cingulada anterior (ACC) y la corteza orbitofrontal (OFC), en 19 pacientes sometidos a monitoreo intracraneal por epilepsia. Al combinar modelos computacionales avanzados con registros directos del cerebro humano, los investigadores pudieron determinar cómo estas regiones contribuyen a la toma de decisiones en tiempo real.

Lo que encontraron

Los investigadores descubrieron que el cerebro no simplemente alterna entre objetivos en competencia. En cambio, combina y ajusta continuamente múltiples estrategias dirigidas a objetivos al mismo tiempo, de manera semejante a un sistema GPS que recalcula constantemente una ruta en respuesta a cambios en las condiciones del tráfico. A este proceso lo denominan control composicional.

Quizás lo más sorprendente fue el papel del hipocampo. Tradicionalmente considerado una región cerebral involucrada principalmente en la memoria, el hipocampo pareció desempeñar una función activa en el seguimiento de posibles estrategias futuras y en la planificación de acciones venideras.

Los hallazgos respaldan un marco de tres componentes en el que:

• El hipocampo (HPC) estima los estados actuales y futuros de una tarea y ayuda a respaldar la planificación.
• La corteza cingulada anterior (ACC) actúa como un metacontrolador, supervisando y guiando los cambios entre objetivos o estrategias conductuales.
• La corteza orbitofrontal (OFC) representa la estructura de valor del entorno, proporcionando información sobre la deseabilidad relativa de diferentes opciones.

En conjunto, estos hallazgos cuestionan la visión tradicional del hipocampo como un mapa cognitivo en gran medida pasivo y sugieren, en cambio, que desempeña un papel activo en la orientación de la conducta a medida que las decisiones se desarrollan en tiempo real.

Conclusión

El estudio revela una red cerebral coordinada que permite a las personas navegar entre objetivos en competencia en entornos dinámicos y esclarece una nueva función del hipocampo.

Aunque tradicionalmente se ha considerado al hipocampo como el “centro de la memoria” del cerebro, Chericoni, Hayden, Sheth y sus colegas sugieren que en realidad participa en un procesamiento de información mucho más activo al seguir posibles estados futuros y ayudar a planificar acciones futuras.

La función del hipocampo en la toma de decisiones se complementa con la de la corteza cingulada anterior, que ayuda a determinar cuándo deben cambiar las prioridades, y la de la corteza orbitofrontal, que proporciona información sobre el valor de las opciones disponibles. Juntas, estas regiones permiten el equilibrio y la actualización continuos de objetivos que nos ayudan a navegar sin esfuerzo las decisiones cotidianas en el complejo mundo que nos rodea.

Este proyecto recibió apoyo de subvenciones de los NIH (R01 DA038615, R01 MH125377, U01 NS121472 y R01 MH129439), así como de la Fundación Cain y la Fundación McNair.

Para consultar la lista completa de colaboradores, vea la publicación.

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