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Un estudio descubre una nueva forma de aprendizaje del cerebro basada en el ensayo y error

LONDRES. El método consiste en ir probando distintas opciones hasta encontrar una que funcione y aprender de los errores en el proceso.
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Efe

Un equipo científico descubrió que el cerebro usa un mecanismo dual para aprender por el método ensayo y error, un hallazgo que explica cómo se forman los hábitos y que puede ayudar a sentar las bases de futuras estrategias para tratar afecciones como las adicciones o las compulsiones.

La investigación, realizada por neurocientíficos del Centro Sainsbury Wellcome (SWC) del University College de Londres (UCL), y hecha en ratones, también podría ayudar al desarrollo de terapias contra el Parkinson.

El método de aprendizaje 'ensayo y error' consiste en probar distintas opciones hasta encontrar una que funcione y aprender de los errores en el proceso.

"Hemos encontrado un mecanismo que creemos que es responsable de los hábitos. Una vez que se ha desarrollado una preferencia por una determinada acción, se puede pasar por alto el sistema basado en valores y simplemente confiar en la política por defecto de lo que se ha hecho en el pasado", eso, además, libera al cerebro para hacer otras tareas, resume Marcus Stephenson-Jones, de la SWC y autor principal.

Señales de la dopamina

Los investigadores descubrieron una señal de dopamina (un neurotransmisor) en el cerebro que actúa como un tipo de señal didáctica diferente a la conocida hasta ahora.

Se sabía que las señales de dopamina en el cerebro forman errores de predicción de recompensa (EPR) que indican al individuo si una opción es mejor o peor de lo esperado (es el circuito que impulsa a los individuos a buscar placer).

En este nuevo estudio, los autores descubrieron que en paralelo a los errores de predicción de recompensa, hay una señal dopaminérgica adicional, denominada error de predicción de la acción (APE), que actualiza la frecuencia con que se realiza una acción.

Estas dos señales de enseñanza proporcionan a los individuos (en este caso ratones) dos formas distintas de aprender a hacer una elección, aprendiendo a elegir la opción más valiosa o la más frecuente, concluye el estudio.

"Imagínese que va a la tienda de bocadillos de su barrio. La primera vez que vas, puedes tomarte tu tiempo para elegir un bocadillo y, dependiendo del que elijas, puede gustarte o no. Pero si vuelves a la tienda en muchas ocasiones, ya no pasas el tiempo preguntándote qué bocadillo elegir y, en cambio, empiezas a elegir uno que te gusta por defecto. Creemos que es la señal dopaminérgica APE la que te permite almacenar esta política por defecto", explica Stephenson-Jones.

Además, este sistema de aprendizaje recién descubierto proporciona una forma mucho más sencilla de almacenar información que tener que comparar directamente el valor de distintas opciones, lo que permite liberar al cerebro para realizar múltiples tareas.

Por ejemplo, una vez que has aprendido a conducir, también puedes mantener una conversación con alguien durante el trayecto. Mientras su sistema por defecto realiza todas las tareas repetitivas para conducir el coche, su sistema basado en valores puede decidir de qué hablar, explica el estudio.

Neuronas dopaminérgicas

Los resultados muestran por qué es tan difícil abandonar los malos hábitos y por qué sustituir una acción por otra puede ser la mejor estrategia: Si se sustituye una acción con suficiente constancia, como masticar un chicle de nicotina en lugar de fumar, el sistema APE puede tomar el relevo y formar un nuevo hábito sobre el otro.

"Ahora que sabemos que este segundo sistema de aprendizaje existe en el cerebro, tenemos una base científica para desarrollar nuevas estrategias para acabar con los malos hábitos. Hasta ahora, la mayor parte de la investigación sobre adicciones y compulsiones se había centrado en una parte del cerebro (el núcleo accumbens). Nuestra investigación ha abierto una nueva vía para buscar en el cerebro posibles dianas terapéuticas", comenta Stephenson Jones.

Esta investigación también tiene implicaciones potenciales para el Parkinson, que se sabe que está causado por la muerte de neuronas dopaminérgicas del mesencéfalo, las relacionadas con el movimiento, que pueden ser responsables de la codificación del APE, lo que podría explicar por qué estos pacientes tienen dificultades para realizar tareas habituales como caminar, pero pueden realizar conductas más flexibles como patinar sobre hielo.

"De repente, ahora tenemos una teoría para el movimiento paradójico en el Parkinson. Las neuronas relacionadas con el movimiento que mueren son las que impulsan el comportamiento habitual. Y así, el movimiento que utiliza el sistema habitual se ve comprometido, pero el movimiento que utiliza su sistema flexible basado en valores está bien. Esto nos da un nuevo lugar para mirar en el cerebro y una nueva forma de pensar sobre el Parkinson", concluye.

Vacuna oral contra el norovirus da positivos resultados en un ensayo clínico de fase 2

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El norovirus es una de las principales causas de infecciones gastrointestinales en todo el mundo. Ahora, una vacuna oral logró generar fuertes respuestas inmunitarias en la mucosa e incluso reducir la diseminación del virus en voluntarios vacunados.

Se trata de los resultados de un ensayo clínico de fase 2 impulsado por Vaxart, el Centro Médico del Hospital Infantil de Cincinnati y las universidades de Stanford, Maryland Baltimore y Harvard. Los detalles se publican en la revista Science Translational Medicine.

"Los prometedores indicios de eficacia de la vacuna respaldan su potencial para hacer frente a la falta de vacunas seguras y fiables contra el norovirus, una de las principales causas de infecciones gastrointestinales en todo el mundo", describe la publicación.

El norovirus suele causar vómitos, diarrea y calambres estomacales, y en algunos pacientes los síntomas pueden ser tan graves que requieren hospitalización y tratamiento intravenoso con líquidos.

Además, este es extremadamente contagioso y se transmite fácilmente a través del agua y los alimentos, por lo que es muy común en escuelas, hospitales, cruceros y otras zonas de alta densidad de población.

No existen vacunas autorizadas que puedan prevenir las infecciones, recuerda la revista. Para salvar esta brecha, el equipo liderado por Becca Flitter, de la biotecnológica estadounidense Vaxart, evaluó el potencial de la VXA-G1.1-NN, una vacuna oral en comprimidos que habían desarrollado y probado anteriormente en roedores y en un ensayo de fase 1.

En este de fase 2 de mayor tamaño, los científicos administraron la vacuna o un placebo a 165 voluntarios. Los investigadores descubrieron que el comprimido era seguro, bien tolerado y producía respuestas notables de anticuerpos contra la proteína VP1 del norovirus, incluso en muestras de fluido nasal, saliva y heces.

Expusieron a los participantes al norovirus GI.1 y descubrieron que la vacuna brindaba protección contra la infección. Aquellos voluntarios que recibieron la vacuna eliminaron menos virus en las heces, lo que sugiere que esta podría combatir un potente factor de transmisión del norovirus.

Además, la candidata a vacuna se formula en forma de comprimido termoestable, lo que reduce la necesidad de infraestructura especializada o de profesionales cualificados para administrarla, lo que facilita su rápida distribución.

"Estos resultados demuestran el potencial de VXA-G1.1-NN como vacuna oral segura y eficaz contra el norovirus y revelan características inmunológicas cruciales que sustentan su eficacia", escriben los autores.

Limitaciones del estudio

No obstante, estos admiten limitaciones, como que se investigó específicamente el genotipo GI.1 del norovirus y, sin embargo, el genotipo GII.4 ha sido más prevalente en los últimos 20 años.

Para María Dolores Fernández García, jefa del Laboratorio Nacional de Referencia de Virus Productores de Gastroenteritis del Centro Nacional de Microbiología de España, este trabajo representa un avance significativo en el desarrollo de vacunas contra el norovirus, aunque con limitaciones.

Otro aspecto destacable es que, al ser oral, no solo facilita la inducción de una respuesta inmune en las mucosas (algo más difícil de lograr con vacunas tradicionales inyectables), sino que también hace que su distribución y aplicación sean más sencillas, especialmente en lugares con recursos limitados, añade la investigadora, que no participa del ensayo.