Imagina que acabas de accionar un encendedor. Si no ves la llama, lo natural es intentarlo una segunda vez. Si tras el segundo intento no prende, repetirás la acción una y otra vez hasta que lo haga. Al final, verás la llama y sabrás que el encendedor funciona. Pero ¿y si no funciona? ¿Cuánto tiempo seguirás accionándolo antes de decidirte a dejarlo?
Nuestra vida cotidiana está llena de dilemas de decisión e incertidumbre como este. Constantemente tenemos que elegir entre distintas opciones, ya sea al tomar las decisiones más corrientes —¿debería seguir accionando este encendedor?— o decisiones que cambian la vida —¿debería terminar esta relación?—. Podemos seguir haciendo lo que ya estamos acostumbrados a hacer o arriesgarnos a explorar opciones que podrían resultar mucho más valiosas.
Algunas personas tienden por naturaleza a correr más riesgos, mientras que otras prefieren aferrarse a lo que mejor conocen. Sin embargo, la curiosidad y la exploración son fundamentales para que humanos y animales descubran cómo obtener mejor recursos como el agua, los alimentos o el dinero. Mientras contemplo la Torre de Belém —símbolo de los grandes descubrimientos marítimos de Portugal— desde la ventana de mi oficina, a menudo me pregunto qué impulsa a las personas a explorar lo desconocido y qué ocurre en su cerebro cuando sopesan los pros y los contras de probar algo nuevo. Para responder a estas preguntas, junto con el Dr. Zachary Mainen y su equipo de neurocientíficos, investigamos cómo afronta el cerebro la incertidumbre al tomar decisiones.
De la decisión a la acción
Aunque las decisiones que tomamos afectan profundamente nuestra vida cotidiana, deliberar y comprometernos con una decisión es un proceso complejo que solo comprendemos en parte. Este tema se ha estudiado ampliamente desde perspectivas etológicas y teóricas (Cisek y Kalaska, 2010) y los neurocientíficos empiezan a identificar varias áreas del cerebro que contribuyen a resolver dilemas y actuar en consecuencia (Gold y Shadlen, 2007). Sin embargo, todavía estamos lejos de comprender el sinuoso camino que va de la decisión a la acción, porque incluso las decisiones más cotidianas implican numerosas áreas cerebrales e interacciones cooperativas entre muchas células (Montague, 2008).
Tomemos el ejemplo del encendedor. Para decidir si seguir accionándolo, primero debes reunir información: ¿hay llama o no? Esto activará las regiones del cerebro encargadas de procesar información sensorial, como la vista o el tacto. Luego, puedes sentir satisfacción si ves la llama o sorpresa si no la ves. Esto se debe a que esa información sensorial se comunica con tu sistema de recompensa. A su vez, los circuitos de recompensa, que liberan la molécula dopamina, ayudarán a motivar la elección de tu siguiente acción (Dayan y Niv, 2008).
Entonces, ¿qué deberías hacer después? Si ves la llama, puedes seguir presionando el botón para mantenerla encendida. Pero, si no hay llama, quizá te preguntes si el movimiento de tu dedo sobre la rueda de chispa fue lo bastante enérgico o si se acabó el gas del encendedor. Las áreas frontales del cerebro, que se cree que controlan habilidades cognitivas como el juicio y la resolución de problemas, pueden ayudarte a tener en cuenta esta incertidumbre. Si crees que aún queda gas en el encendedor, lo accionarás una vez más. Una vez más, será tu corteza frontal la que controle la selección de una acción voluntaria de este tipo (Miller, 2000).
Por último, tienes que decidir cuánto tiempo estás dispuesto a seguir accionando el encendedor. Esto probablemente dependerá de si tienes otro a mano. La serotonina, un neuromodulador relacionado con la paciencia (Fonseca et al., 2015) y la perseverancia (Lottem et al. 2018), puede regular tu obstinación incluso cuando te enfrentas a recompensas inciertas.
Reconstruir el rompecabezas neuronal
En Centro Champalimaud para lo Desconocido de Lisboa, hemos desarrollado una tarea sencilla que recrea la experiencia de accionar un encendedor. En ella, los ratones buscan agua de forma natural, pero las gotas se dispensan de manera escasa y, a veces, al azar, el recurso de agua se agota. Es como un encendedor caprichoso que produce llamas de forma irregular hasta que, de pronto, se queda casi sin gas.
En nuestro experimento, vigilamos cuidadosamente el comportamiento de los ratones durante esta tarea para entender cuán persistentes son al buscar agua y cuándo se rinden para explorar otro lugar. Con modelos computacionales podemos explicar los aspectos principales de este proceso de toma de decisiones. Según Pietro Vertechi, mi colega que desarrolló el modelo:
Al traducir un proceso de decisión difícil (por ejemplo: «¿Tras cuántos fracasos debería rendirme y cambiar de estrategia?») a un contexto naturalista (buscar alimento o agua), podemos estudiar la cognición en paralelo en ratones y seres humanos. Al igual que en la situación naturalista equivalente, el animal recibe muchos estímulos diferentes (desde el color de la caja hasta el olor del experimentador o el sabor del agua), la mayoría de los cuales no son relevantes para resolver la tarea. La modelización matemática nos indica qué variables importantes debería seguir el sujeto (como el número de intentos fallidos consecutivos). Después podemos comprobar qué regiones cerebrales codifican esa información y de qué manera.
Así, para reconstruir pieza a pieza el rompecabezas neuronal de la toma de decisiones, buscamos estos mecanismos de interacción en el cerebro del ratón. Para examinar la actividad de distintas áreas del sistema nervioso y descubrir su papel en la toma de decisiones, utilizamos tecnologías de vanguardia. Por ejemplo, una técnica reciente llamada fotometría de fibra, nos permite detectar señales muy pequeñas en el sistema de recompensa, como la liberación de dopamina, mientras los ratones prueban las recompensas de agua.
Asimismo, para escuchar la conversación entre neuronas de varias áreas frontales, usamos una tecnología novedosa que registra la actividad eléctrica de cientos de neuronas a la vez mientras los animales realizan la tarea. Como este enfoque ofrece una alta resolución espaciotemporal, puede ayudarnos a rastrear cómo se desplaza la información por el cerebro mientras se forma la decisión. Por último, se utilizan interruptores ópticos codificados genéticamente —proteínas sensibles a la luz llamadas opsinas— para controlar a distancia la actividad neuronal mediante destellos de luz. Esta potente herramienta nos permite controlar directamente grupos específicos de células, como las neuronas que liberan serotonina, y estudiar sus efectos en el comportamiento. Esto podría revelar por qué algunos animales vacilan mientras que otros pasan a la acción.
Más allá del laboratorio
Una mejor comprensión de los mecanismos neuronales que rigen nuestras elecciones podría revelar qué lleva a una persona a persistir en algo, sin importar el riesgo. Esa propensión puede causar disfunciones cognitivas relacionadas con la adicción y otros trastornos compulsivos. Por tanto, comprender los procesos neuronales que controlan las adaptaciones conductuales podría tener enormes repercusiones para la sociedad.
Por otro lado, la falta de perseverancia ante la adversidad es uno de los rasgos distintivos de los trastornos depresivos. Curiosamente, aunque la serotonina es el principal blanco de los fármacos antidepresivos, su función exacta sigue siendo un enigma. Al estudiar el papel mecanístico de esta molécula en la modulación de las decisiones y las acciones voluntarias, esperamos descubrir una nueva función fundamental que podría dar lugar a estrategias terapéuticas innovadoras.
Aunque nuestro trabajo está lejos de ofrecer una visión completa, va allanando el camino, piedra a piedra, para desentrañar uno de los mayores misterios de la neurociencia. Las respuestas científicas que estamos obteniendo sobre las acciones y decisiones iniciadas por uno mismo también podrían contribuir a debates filosóficos, como la cuestión del «libre albedrío» (Rigato et al., 2014): ¿quién toma las decisiones? ¿Tu cerebro?
