Verificado por 
Los puntos clave
- La norepinefrina, también llamada noradrenalina, es un neuromodulador que aumenta el estado de alerta y la atención.
- El locus cerúleo es un área azulada en el tronco encefálico que produce norepinefrina y la envía a otras áreas del cerebro.
- Los eventos inesperados o sorprendentes desencadenan una oleada de norepinefrina que aumenta la atención y promueve el aprendizaje.
Cualquiera que haya tenido un accidente automovilístico sabe que los eventos inesperados que rodean un accidente de este tipo se quedan grabados en el cerebro.
Todos los detalles de lo que sucedió exactamente en los milisegundos antes, durante y después de un accidente son fáciles de recordar y difíciles de olvidar. El cerebro parece reproducir eventos sorprendentes que podrían causar un daño potencial como una película en cámara lenta en tu mente, mientras trabaja para aprender de los errores y encontrar formas de evitar percances inesperados en el futuro.
Por ejemplo, a principios de esta primavera, mi automóvil patinó sobre hielo negro y terminó en una zanja. En ese momento, la temperatura era de unos 4º C y estaba lloviznando. Conducía justo después del amanecer y hacía suficiente calor para escuchar el repiqueteo de las gotas de lluvia. El camino recién pavimentado se veía mojado y vidrioso, pero no pensé que estuviera helado. Aunque he estado conduciendo durante décadas, esta fue la primera vez que experimenté una carretera que parecía mojada y que en realidad estaba cubierta de hielo puro con un resbaladizo glaseado de agua encima.
Hoy, está lloviznando y a 22º C. No hay posibilidad de lluvia helada o hielo negro, sin embargo, cuando estaba conduciendo a la vuelta de la esquina donde ocurrió mi accidente hace unos meses, mi cerebro ilógicamente seguía preguntándose si el camino de aspecto resbaladizo podría estar helado. Desde que ese sorprendente evento de patinar sobre hielo negro me tomó por sorpresa, he estado increíblemente atento cuando conduzco sobre asfalto mojado, independientemente de la temperatura ambiente.
Los eventos sorprendentes detonan una explosión de norepinefrina en el locus cerúleo
Una nueva investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) arroja luz sobre cómo reacciona el cerebro ante eventos sorprendentes. Los neurocientíficos del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT descubrieron que ser sorprendido desencadena una oleada de norepinefrina que despierta la atención y graba las lecciones aprendidas de eventos inesperados en el cerebro de un ratón. Estos hallazgos (Breton-Provencher et al., 2022) se publicaron el 1 de junio en la revista revisada por pares Nature. Vincent Breton-Provencher es el primer autor del estudio y Mriganka Sur es el autor principal.
Para este experimento, los investigadores recompensaron a los ratones por empujar una palanca cuando escuchaban un sonido agudo. Si presionaban la palanca en el momento equivocado, recibirían una bocanada de aire en los ojos y ninguna recompensa. A través del condicionamiento operante, los ratones aprendieron a asociar empujar la palanca después de escuchar un sonido agudo con una recompensa.
"El animal empuja porque quiere una recompensa, y el locus cerúleo proporciona señales críticas para decir, empuja ahora, porque la recompensa llegará", dijo Sur en un comunicado de prensa de junio de 2022.
Sur y su equipo también probaron lo que sucedía cuando los ratones recibían una bocanada de aire inesperadamente cuando esperaban una recompensa. En estos casos sorprendentes, la norepinefrina se disparó y los ratones bien acondicionados parecieron prestar mucha atención a por qué había sucedido algo inesperado.
En modelos de ratones, el pico de norepinefrina causado por sorpresa promueve un mejor aprendizaje y memoria. En otro conjunto de experimentos, si la liberación de norepinefrina del locus coeruleus se bloqueaba mediante optogenética, los ratones no respondían de la misma manera a eventos sorprendentes. Los investigadores especulan que el cerebro humano reacciona de manera similar al ser sorprendido.
El locus cerúleo (latín para "punto azul") es una pequeña región en el tronco encefálico con un tono azulado que produce la mayor parte de la norepinefrina del cerebro tanto en humanos como en ratones. La norepinefrina actúa como un neuromodulador que aumenta los estados de excitación, atención y vigilancia. Los altos niveles de norepinefrina durante períodos prolongados pueden causar estrés y ansiedad crónicos. Sin embargo, las ráfagas rápidas de este neuromodulador después de un evento sorprendente ayudan al cerebro a recordar mejor y aprender más rápido.
A diferencia de los neurotransmisores clásicos que facilitan la comunicación de célula a célula entre neuronas específicas, los neuromoduladores como la norepinefrina se "arrojan a chorros" a través de regiones cerebrales corticales y subcorticales generalizadas, lo que les permite ejercer efectos más amplios en todo el cerebro.
Aprovechar el poder de la sorpresa refina los comportamientos aprendidos y promueve el dominio
En muchos sentidos, la sorpresa es lo opuesto al aburrimiento. Como anécdota, sé que cada vez que me aburría en la escuela y mis ojos se nublaban, mi cerebro se desconectaba simultáneamente de maneras que no respaldaban un mejor aprendizaje ni creaban recuerdos vívidos. Lo mismo es cierto para mí como atleta. Cada vez que practicar un deporte se vuelve monótono o demasiado predecible y carece de sorpresa, es difícil mejorar.
El año pasado, en un artículo de Frontiers in Neural Circuits revisado por pares sobre el locus coeruleus y los comportamientos aprendidos (Breton-Provencher, Drummond y Sur, 2021), los investigadores del MIT escribieron: "A pesar de sus efectos en todo el cerebro, mucho sobre el papel de se desconoce el comportamiento del locus coeruleus-norepinefrina (LC-NE) y los circuitos que controlan la actividad de LC".
Su artículo de seguimiento publicado recientemente (2022) avanza nuestra comprensión de cómo el sistema LC-NE se activa después de eventos inesperados y refina los comportamientos aprendidos. "La función de codificación sorpresa del locus coeruleus parece estar mucho más extendida en el cerebro, y eso podría tener sentido porque todo lo que hacemos está moderado por la sorpresa", dijo Sur en el comunicado de prensa de junio de 2022.
La investigación futura de Sur y su equipo del MIT explorará la sinergia entre la norepinefrina y otros neuromoduladores, como la dopamina, que también aumenta en respuesta a recompensas inesperadas.
La próxima investigación también analizará cómo la corteza prefrontal almacena entradas de memoria a corto plazo del locus coeruleus de manera que parece ayudar a los ratones a aprender y dominar nuevos comportamientos. Estos experimentos con animales tienen implicaciones para mejorar el aprendizaje/memoria humanos y optimizar el dominio atlético asociado con el máximo rendimiento.
A version of this article originally appeared in Inglés.
