Científicos descubren células cerebrales que impulsan la motivación en momentos de desafío

La búsqueda de respuestas sobre qué impulsa a las personas a seguir adelante frente a desafíos ha llevado a un grupo de investigadores de la Universidad de Nagoya, en Japón, a descubrir un mecanismo cerebral que podría explicar cómo se mantiene la motivación. Este estudio reveló que las neuronas de orexina desempeñan un papel crucial en la regulación del comportamiento motivado. Los hallazgos fueron publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

La pérdida de motivación es un fenómeno común en condiciones como la depresión, la adicción y el TDAH; sin embargo, los procesos cerebrales que contribuyen a estas dificultades motivacionales aún no se comprenden completamente.

Las neuronas de orexina y la motivación

El estudio fue liderado por Hiroyuki Mizoguchi, profesor asociado, y Kiyofumi Yamada, profesor emérito, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nagoya. Su equipo se centró en las neuronas de orexina, que regulan funciones vitales como el sueño, el apetito y el gasto energético.

Investigaciones anteriores sugirieron que estas neuronas también podrían influir en la motivación, aunque su contribución específica había permanecido incierta.

Para investigar, los científicos analizaron cómo los cambios en la actividad de las neuronas de orexina afectaban a ratas en busca de recompensas alimenticias. A diferencia de estudios previos que generalmente utilizaron ratones, las ratas poseen habilidades de aprendizaje más fuertes y son más adecuadas para tareas conductuales complejas. Sin embargo, la investigación sobre tipos específicos de neuronas en ratas ha sido más complicada debido a que estas células son más difíciles de dirigir con precisión.

El equipo superó este obstáculo creando ratas genéticamente modificadas conocidas como ratas "orexin-Cre", lo que les permitió dirigir y manipular selectivamente las neuronas que producen orexina.

Midiendo el esfuerzo de las ratas

Los investigadores utilizaron quimogenética para activar las neuronas de orexina. Luego, colocaron a las ratas en una prueba de ratio progresivo, donde los animales debían realizar un número creciente de toques para recibir cada recompensa alimenticia.

El punto en el que un animal dejaba de intentar (el punto de quiebre) se utilizó como medida de la fuerza motivacional. Las ratas cuyas neuronas de orexina habían sido activadas alcanzaron puntos de quiebre más altos, lo que indicaba que estaban dispuestas a realizar más trabajo por la recompensa.

En contraste, las ratas cuyas neuronas de orexina habían sido selectivamente degeneradas alcanzaron puntos de quiebre más bajos, indicando que su motivación se había debilitado.

La actividad cerebral aumentó con el esfuerzo

El equipo utilizó fotometría de fibra para monitorear la actividad de las neuronas de orexina en tiempo real mientras las ratas esperaban y recibían comida.

La actividad aumentó a medida que los animales anticipaban la recompensa y disminuyó después de que se entregó la comida. Sin embargo, cuando una recompensa esperada no aparecía, la actividad de las neuronas de orexina se mantenía alta.

Además, la respuesta se intensificó a medida que aumentaba el trabajo requerido. Según los investigadores, este patrón podría demostrar cómo el cerebro conecta la expectativa de una recompensa con el esfuerzo necesario para obtenerla.

Suprimir la orexina redujo la motivación

Para determinar si las neuronas de orexina influían directamente en el comportamiento, los científicos utilizaron optogenética para controlar las neuronas en el momento en que las ratas esperaban una recompensa.

Cuando los investigadores suprimieron la actividad de las neuronas de orexina utilizando una proteína inhibidora, los animales mostraron menos comportamiento motivado. Les tomó más tiempo completar tareas que requerían esfuerzo y sus puntos de quiebre disminuyeron.

El equipo también intentó aumentar la actividad de las neuronas de orexina en el mismo momento utilizando una proteína excitatoria. Aunque la estimulación activó con éxito las células, no provocó que las ratas trabajaran más o mostraran un aumento adicional en la motivación.

Estos resultados sugieren que las neuronas de orexina son necesarias para mantener el comportamiento motivado, pero aumentar su actividad más allá de los niveles normales puede no ser suficiente para producir motivación adicional. Se requerirá más investigación para determinar por qué los efectos son desiguales y si factores como la duración o el patrón de actividad influyen en el resultado.

Entendiendo la pérdida de motivación

Los estudios futuros examinarán los circuitos cerebrales que envían información a las neuronas de orexina y reciben señales de ellas. Una comprensión más clara de cómo funcionan estas neuronas podría contribuir eventualmente a nuevas formas de abordar los déficits motivacionales, incluida la pérdida de motivación y la dificultad para mantener el comportamiento orientado a objetivos.

Este trabajo fue apoyado por el Grant-in-Aid for Scientific Research [22K19749; 23K27360; y 23H02669 (2023)]; la SENSHIN Medical Research Foundation; la Naito Foundation, Japón; la Takeda Science Foundation, Japón; SRF, Japón; la Asahi Glass Foundation, Japón; la Mishima Kaiun Memorial Foundation, Japón; la Kao Health Science Foundation, Japón; y AMED, Japón (JP21wm0425014).