¿Recuerdan a Pavlov y a sus perros? Este investigador, que dejó la teología por la medicina y la fisiología, realizó emparejamientos repetidos en los que un estímulo inicialmente neutral, como una campana, acompañaba a la comida de los perros. Observó que después de dicho entrenamiento, los perros salivaban con el sonido de la campana incluso si se les presentaba sin comida.

Había nacido el condicionamiento, con grandes implicaciones para el subsiguiente desarrollo del conductismo. Esta respuesta condicionada, que es un tipo de aprendizaje, ofrece un buen ejemplo para entender cómo los seres vivos usan la experiencia para aprender a predecir la recompensa. Y sí, más o menos conscientemente estamos continuamente prediciendo y 'cazando' recompensas.

Para aprender, el cerebro necesita recompensas, tanto internas como externas. De modo externo, el reconocimiento social o un aumento de sueldo pueden servir para ello. Pero el responsable de generar las recompensas internas es el sistema dopaminérgico, liberando dopamina, que en los seres humanos nos produce una sensación de satisfacción y bienestar, y nos impulsa a seguir adelante en nuestro día a día. Nuestro cerebro necesita ir modulando y restaurando los niveles de esta substancia en el cuerpo para sentirnos motivados y movernos hacia adelante. Concretamente, la dopamina es una pequeña molécula que se clasifica entre los principales neurotransmisores del sistema nervioso, presente tanto en animales vertebrados como invertebrados. Es conocida popularmente por ser la ‘hormona de la felicidad’. Quizá sea un modo poco emotivo de verlo, pero resulta que nos movemos en la vida gracias a ella.

¿Cómo funciona la dopamina en nuestro cerebro?

Una buena manera de entender cómo funciona la dopamina es situar su cableado en el cerebro. La mayoría de las neuronas que segregan dopamina están ubicadas en el mesencéfalo, -la parte central del cerebro- y forman tres grupos celulares, en tres regiones: la substantia nigra (SNc), el área tegmental ventral (ATV, en la imagen VTA) y el núcleo retrorubral (RRN). Estos grupos celulares son contiguos, sin límite claro entre ellos. A partir de estos pequeños núcleos, las neuronas dopaminérgicas envían proyecciones axónicas generalizadas y ascendentes a regiones como el cuerpo estriado, el núcleo acumbens, la amígdala y la corteza cerebral, principalmente prefrontal, y encargada, entre otras funciones, de la toma de decisiones. 

 

Tratemos ahora de entender el sentido biológico de la dopamina a través de experimentar sus sensaciones, si podemos hacer el siguiente ejercicio de evocación: pensemos durante un instante en una situación cercana en el pasado que nos haya hecho sentir bien. Podemos apreciar el efecto de la dopamina incluso en este instante de evocación, recordando esa sensación de sentirnos satisfechos tras una tarea realizada, ese pequeño momento de elevado bienestar cuando nos han dado una muy buena noticia, o  en el breve ‘eureka’ personal que un día hicimos en clase, en el que entendimos algo con un nivel bastante elevado de clarividencia, casi como una epifanía. Esto se podría vincular a una descarga rápida de dopamina. Sabemos también que este tipo de placer es transitorio. Indudablemente, y siendo este uno de los grandes misterios, la vida suele transitar por momentos de mayor y menor bienestar. Pero existe también otro efecto de los niveles de dopamina en el cerebro, presentes de una manera más generalizada, que es lo que nos permite viajar hacia adelante en la vida a velocidad de crucero.

Aunque aún existe un gran debate sobre los mecanismos subyacentes a estos dos tipos de comportamiento del sistema dopaminérgico, se han asociado a dos tipos de duración de las descargas de neurotransmisor de las neuronas dopaminérgicas: por un lado, estas neuronas descargan dopamina de manera muy rápida o fásica, es decir, en cuestión de pocos segundos. Por el otro, pueden hacerlo de manera más lenta o tónica, que significa que la liberación de dopamina se mantiene durante varios minutos. Todavía se recogen evidencias para vincular estos dos mecanismos al rol de la dopamina en el refuerzo del aprendizaje -que correspondería a la descarga fásica, como en el caso de los perros de Pavlov cuando salivaban al oír la campanilla- o de la motivación por la consecución de un objetivo, y que nos mantendría en movimiento -lo que quizá se vincularía a la descarga tónica.

Nuestro cerebro toma decisiones en función de las emociones. Una de ellas el placer y el bienestar. También el miedo o la ira son emociones capaces de hacernos aprender y tomar decisiones, del tipo que implican movimiento, a diferencia de otras como la tristeza o la decepción, que más bien implican reacciones de quietud. Lo que queda en cuestión es ¿de qué manera buscamos el bienestar? Se sabe por estudios de neuroeconomía que si a alguien le ofrecen 50 euros de inmediato o 55 al cabo de unas semanas, la mayoría de personas elegirían 50 de inmediato. Solemos preferir un premio en un plazo corto o rápido de tiempo.

Pero aunque la recompensa de conseguir algo con esfuerzo y tiempo es mucho mayor y duradera, lo cierto es que nuestro cerebro necesita encontrar otras por el camino, que sitúen nuestra motivación a un nivel adecuado, y que nos mantengan en marcha para poder lograr nuestros objetivos a medio y largo plazo. Muchas de las metas que nos proponemos en la vida nos llevan por caminos a menudo arduos de transitar -yo recuerdo los años de doctorado en este sentido, por ejemplo-, donde vamos a necesitar todas las estrategias que tengamos de la mano para llegar al final. A veces las abandonaremos por insatisfactorias. A así, nos llenan de experiencias, porque así es como aprendemos, a base de ensayo y error.

Aprendizaje empírico, memoria y dopamina

Los expertos han descubierto que lo más importante en la toma de decisiones es el aprendizaje y la experiencia que eso conlleva, logrados por ensayo y error, para que en el mejor de los casos obtengamos nuestra recompensa o evitemos el castigo. Esto enfoca este proceso desde un punto de vista empírico, a pesar de que existen miradas complementarias del proceso de aprendizaje estudiadas a través de la psicología cognitiva o la didáctica. Indudablemente, aprendemos para tomar mejores decisiones, que son las que favorecen nuestra supervivencia, que en un contexto de sociedad desarrollada, quizá signifique perseguir nuestro bienestar. 

¿Pero cómo nos las arreglamos para tomar decisiones? Para contestar esta pregunta es importante volver al campo de la neuroeconomía: el cerebro, constantemente, hace predicciones de cómo será la recompensa para así decidir si ir tras ella o no, en función de si es suficientemente elevada, y así ponernos en movimiento. De esta manera, el sistema puede ser entendido como aquél que nos pone en marcha a transitar por la vida, en la cual vamos recogiendo bienestar y placer de distintas maneras que nos mantienen motivados y en marcha. Lo contrario también es válido, porque cuando el sistema está dañado o no encontramos motivación, tenemos la sensación de estar ‘parados’. Además, todo aquello que aprendemos y que nuestro cerebro considera apto para nuestra supervivencia es alojado en sus circuitos, a través de la memoria, donde la dopamina nuevamente tiene un rol clave.

Para comprender el papel de la dopamina en el aprendizaje y la memoria, podemos tomar un experimento publicado en 2004 por por Richard Palmiter y sus colaboradores, en Washington. Estos investigadores inyectaron dopamina a la mitad de un grupo de ratones con deficiencia de esta misma molécula, y a la otra mitad no. Pusieron a los ratones a hacer una tarea que debían aprender, para escapar de un recipiente con agua a través de una plataforma de salida. Teniendo en cuenta que los ratones son grandes nadadores, y sin generar una gran sorpresa o resultado inesperado, el grupo al que se le inyectó dopamina logró aprender la tarea con gran éxito. El segundo grupo solo lo logró después de varios intentos y con tasas de rendimiento mucho más bajas que el grupo inyectado. 

Extrapolando lo aprendido con los ratones a los humanos -lo cual puede no ser siempre directo-, podemos extraer dos ideas clave de este estudio: una es que cuando la dopamina no está presente durante el proceso de aprendizaje, los resultados en su ejecución van a ser inferiores debido a la falta de motivación. La otra reside en el hecho de que la dopamina es clave para la memoria. Para que un aprendizaje se consolide tiene que alojarse en la memoria. Por lo tanto, la presencia de esta molécula acciona los mecanismos del cerebro de recordar algo, con lo que se vincula la dopamina a la retención de aprendizajes.

¿Qué sucede cuando este sistema no funciona correctamente?

Muchos procesos patológicos del cerebro están relacionados con la dopamina. Por ejemplo, en la enfermedad de Párkinson, ligada a la vejez, las neuronas que segregan dopamina de la substantia nigra degeneran progresivamente hasta llevar al cerebro a niveles realmente bajos del neurotransmisor. Esto acaba conllevando depresión y déficits cognitivos. La esquizofrenia y el trastorno bipolar también tienen esta molécula en el centro de sus mecanismos de funcionamiento, según el conocimiento que se tiene hasta el momento. Quizá la situación paradigmática y también una de las más extendidas en la sociedad es el caso de las adicciones.

Lejos de deberse considerar un problema moral o de fuerza de voluntad, la visión biologista ofrece un marco donde podemos entender que una adicción va más allá. Lo que sucede ahí es un cambio en los mecanismos funcionales del cerebro, que es bastante costoso de reconducir como bien saben las personas que lo han vivido, y que requiere más que buenas intenciones para superarlo.

“Una percepción errónea común es que la adicción es una elección o un problema moral, y todo lo que tienes que hacer es parar. Pero nada podría estar más lejos de la verdad”, comenta el Dr. George Koob, director del Instituto Nacional sobre el Abuso del Alcohol y el Alcoholismo de los NIH. “El cerebro en realidad cambia con la adicción, y se necesita mucho trabajo para que vuelva a su estado normal. Cuantas más drogas o alcohol hayas tomado, más perjudicial es para el cerebro”.

Los expertos explican que el sistema dopaminérgico queda secuestrado en los casos de la adicción. El modo en que esto sucede puede explicarse de la siguiente manera: si tu cerebro está cuidado y es saludable, refuerza conductas saludables, por el hecho de que son estos hábitos y conductas los que ha aprendido que generan placer. En cambio, en situaciones de malestar o peligro, un cerebro saludable empuja al cuerpo a reaccionar rápidamente con miedo o alarma, para salir del peligro. Es en este momento de riesgo en el que nos podemos sentir tentados de tomar una decisión de realizar una conducta evasiva, tal como la de tomar una droga o comprar algo caro sin evaluar qué consecuencia puede tener. Eso también genera placer a muy corto plazo, y al estar mediada por la dopamina y suponer un beneficio por la evasión del peligro cambiada por la sensación de placer, esa conducta comienza a ser reforzada. 

Cuando además la persona se vuelve adicta a una sustancia, es decir, cuando la conducta se vuelve de abuso, el cableado normal de procesos cerebrales útiles puede comenzar a trabajar en contra suya. Las drogas o el alcohol pueden secuestrar los circuitos de placer y recompensa en tel cerebro y hacer que quiera vez más. La adicción también puede hacer que los circuitos emocionales de detección de peligro se aceleren, haciendo sentir a la persona ansiedad y estrés cuando no está tomando la substancia a la que es adicta. Llegado a este punto, el consumo de drogas o alcohol es llevado a cabo para que la persona no se sienta mal, y no por placer.  

 

¿Solo hay dopamina en el cerebro?

Existe una reciente línea de evidencias que apunta a que la dopamina, además de estar presente en el cerebro, lo está también en el resto del cuerpo. En los últimos años se ha llevado a cabo investigación en el eje intestino-cerebro. Esto llevó a localizar un grupo de más de 200 millones de neuronas en el intestino que se conoce como el ‘segundo cerebro’. Técnicamente llama sistema nervioso entérico, y parece funcionar de manera independiente al sistema nervioso central, del que forma parte el cerebro. Una de las características de este segundo cerebro es que en él se encuentran numerosas neuronas productoras de la molécula. De hecho, se estima que alrededor del 50% de la dopamina corporal se produce en el intestino, además del 95% de serotonina, el otro neurotransmisor ligado al bienestar.

Sorprendentemente, algunas investigaciones que han aparecido recientemente vinculan el estado de nuestro intestino y su microbioma -la población bacteriana- a diferentes estados mentales, e incluso enfermedades del cerebro. Esta línea de pensamiento genera toda una serie de implicaciones, en el sentido de que quizá nuestro estado mental tal vez no dependa solo del estado en que se encuentra el cerebro. ¿Querría decir esto que en función de la flora microbiana de nuestro intestino podemos padecer una enfermedad mental? ¿Está esto directamente vinculado al tipo de comida con la que nos alimentamos? También sería interesante saber qué tipo de tratamientos se pueden llevar a la práctica en función de esta línea de evidencias.

En un trabajo de revisión publicado en 2021 por Yu Chen y sus colaboradores en China sugieren que la llamada terapia microbiana, enfocada a restaurar una microbiota sana, podría ser efectiva en ciertos procesos patológicos. Habrá que esperar a que el campo avance para ver de qué manera se puede ayudar a regular los niveles de neurotransmisores en el cerebro por ejemplo en situaciones de depresión, o si esto puede extrapolarse también a prevenir la apición de un trastorno. Sin duda, mantener una alimentación equilibrada y acorde con las necesidades corporales es siempre conveniente. 

Una de las dudas que queda abierta es cómo esta dopamina intestinal puede llegar al cerebro cruzando la llamada barrera hemato-encefálica, si es que lo hace, o por el contrario qué rol tiene en el resto del cuerpo. Por el momento, se sabe que la naturaleza química de la dopamina la hace impenetrable al cerebro desde el torrente sanguíneo exterior. Esto genera un innumerable número de preguntas tales como ¿para qué sirve la dopamina del intestino? ¿hace lo mismo en el cuerpo que en el cerebro? ¿también funciona como sistema de recompensa? De hecho se ha visto incluso que este ‘segundo cerebro’ también realiza cálculos complejos como el ‘primero’, entonces ¿es útil el intestino para aprender?. Todo esto sugiere que quizá haya que comenzar a pensar en el bienestar y en el modo de cómo mantenernos saludables desde una perspectiva corpórea, porque es posible que el misterio de sentirse bien, y quizá de los mecanismos de aprendizaje del cuerpo, no esté contenido únicamente en el cerebro.

Hipócrates de Kos, conisderado uno de los padres de la medicina entre otras cosas por elaborar el famoso juramento hipocrático en el siglo III-IV a.c., decía que la comida sea tu alimento y tu alimento, tu medicina. Quizá en herencia de esta sentencia, se vea potencial en terapias que restauren la flora bacteriana. 

Aunque, como dijo una bacteria intestinal a otra, "esto está muy oscuro'“.

Para saber más

Wise, R. Dopamine, learning and motivation. Nat Rev Neurosci 2004, 5, 483–494. doi: 10.1038/nrn1406

Wright M., Walsh J.J., Lewis E.M., Luo L., Deisseroth K., Dölen G., Malenka R.C.. Gating of social reward by oxytocin in the ventral tegmental area. Science 2017, Sep 29;357(6358):1406-1411. doi: 10.1126/science.aan4994.

Denenberg, Victor H., Douglas S. Kim, and Richard D. Palmiter. "The role of dopamine in learning, memory, and performance of a water escape task." Behavioural brain research 2004, 148.1-2: 73-78. doi: 10.1016/S0166-4328(03)00183-9

Chen, Y., Xu, J., Chen, Y. Regulation of Neurotransmitters by the Gut Microbiota and Effects on Cognition in Neurological Disorders. Nutrients 2021, 13, 2099. doi: 10.3390/nu13062099

Daniel Lieberman. Dopamine: Driving Your Brain into the Future. TED Talk