¿Dónde nace la atención? La neurociencia tiene la respuesta

Es tal la avalancha de estímulos sensoriales que recibimos cada día que procesarlos todos del mismo modo sería no solo ineficiente sino, incluso, peligroso. Por eso es tan importante que exista la atención, que es como llamamos al conjunto de sistemas que trabajan en paralelo seleccionando y filtrando la información que nos llega.

Esto permite, por ejemplo, que mientras conducimos le prestemos atención a los posibles obstáculos que pueden aparecer en la calzada, y no a las nubes o a los aviones que sobrevuelan sobre nuestras cabezas.

Hay dos tipos de atención, voluntaria e involuntaria

Aunque solemos asociar la atención con el esfuerzo consciente de estudiar o trabajar, existe otro tipo de atención mucho más primitiva que compartimos con casi todos los animales. Nos referimos a esa fuerza o instinto que nos hace girar la cabeza ante un movimiento inesperado.

En la jerga llamamos atención endógena, o voluntaria, a la que usamos cuando decidimos concentrarnos en una tarea concreta, como leer este artículo. Y nos referimos a atención exógena, o involuntaria, para hablar de la que nos hace reaccionar de forma involuntaria ante estímulos externos.

Esta última funciona como un sistema de alerta temprana que permite que cualquier estímulo inesperado o intenso capture de inmediato nuestros recursos cognitivos. Dicho de otro modo, se trata de la capacidad del cerebro para filtrar el ruido del entorno y decidir qué elementos son lo suficientemente relevantes o novedosos como para interrumpir lo que estamos haciendo y obligarnos a “mirar”. Y es de lo que trata este artículo.

El papel de la dopamina: de la sorpresa a la decisión

El cerebro cuenta con un neurotransmisor, la dopamina, que controla los sistemas de recompensa y placer y nos empuja a realizar actividades que nos hacen sentir bien. Se libera en dos áreas conocidas como sustancia negra y área tegmental ventral, que en los humanos contienen entre 400,000 y 600,000 neuronas.

Estas neuronas tienen mucho que ver con la atención y la respuesta ante la novedad y la sorpresa. Cuando nos encontramos con algo nuevo, inesperado o potencialmente importante, la liberación de dopamina aumenta repentinamente, actuando como una señal para prestar atención.

Si el estímulo novedoso, responsable del pico inicial de dopamina, produce inmediatamente algún tipo de recompensa (es decir, algo que nos produce placer, como aprender a jugar al tenis y devolver un buen revés), se genera un segundo pico de dopamina que codifica el valor de dicho estímulo.

Por el contrario, si nos resulta desagradable, o simplemente indiferente, no solo no se produce el pico, sino que los niveles basales de dopamina caen.

Con el tiempo y la repetición, el cerebro aprende a asociar el estímulo novedoso original con la recompensa posterior, anticipándose a ella y haciendo que el segundo pico ya no sea necesario para motivar la conducta.

En resumen, la dopamina ayuda a nuestro cerebro a codificar y recordar los estímulos o la situación en la que ocurrieron, marcándolos como algo que vale la pena aprender para potencialmente buscarlo (o evitarlo) en el futuro. Por eso este neurotransmisor resulta crucial en la toma de decisiones.

Las drogas secuestran la atención

¿Y qué pasa con las sustancias y las conductas adictivas, como las drogas o el juego? Que inicialmente estas nuevas experiencias desencadenan un aumento de dopamina mucho mayor que el que produciría una recompensa natural. Con el uso repetido, el cerebro sobreaprende que la droga o esa conducta es la recompensa más importante. Y las sustancias adictivas terminan secuestrando el sistema natural de aprendizaje y motivación.

Dicho de otro modo, el pico de dopamina se desplaza completamente hacia los estímulos asociados al placer, como sería ver la sustancia o las personas asociadas a ella, generando un deseo intenso que motiva la búsqueda compulsiva.

Para que las neuronas dopaminérgicas de estas dos áreas puedan llevar a cabo su función, necesitan recibir información sobre las características de los estímulos de otras regiones del cerebro. Esa información le permite valorar su novedad y valor.

Sorprendentemente, se sabe muy poco sobre cómo lo hacen. Por eso, en colaboración con el Instituto Karolinska de Estocolmo, estamos llevando a cabo un estudio para responder a la pregunta: ¿cómo reciben las neuronas dopaminérgicas la información visual y deciden qué elementos de lo que vemos en un momento dado son novedosos?

El circuito que motiva la búsqueda de recursos y el aprendizaje de nuevas fuentes de alimento o peligro está presente, de forma sorprendentemente similar, en todos los vertebrados. Incluida la lamprea, que pertenece al grupo de vertebrados más antiguo que existe, con un sistema nervioso simple pero que presenta los mecanismos básicos que han sido conservados en casi todos los vertebrados.

Un mapa en tiempo real del campo visual

Por eso la elegimos para nuestro estudio. Trabajando con este animal, observamos que las neuronas que liberan dopamina responden con mayor intensidad cuando el estímulo visual es más grande, más rápido o tiene mayor contraste.

Dado que estas neuronas no están conectadas directamente a los ojos, investigamos qué centro de procesamiento visual les envía esta información. Y lo situamos en una región llamada techo óptico, que funciona como un mapa en tiempo real de nuestro campo visual, ayudando a dirigir nuestra atención (o mirada) hacia puntos de interés.

La información de la imagen llega desde los ojos al techo óptico, donde se clasifica según su ubicación (arriba, abajo, izquierda, derecha) y también se procesan sus propiedades (tamaño, velocidad…).

Asimismo descubrimos que, en las neuronas dopaminérgicas, la ubicación del estímulo no importa: solo cuenta su intensidad. Por lo tanto, cuando estas neuronas reciben información del techo óptico que les indica la presencia de un estímulo novedoso, envían una alerta general de dopamina a otras áreas del cerebro. Esta señal indica que algo interesante está sucediendo, y cuanto más intenso sea el estímulo (mayor y más rápido), más fuerte será la alerta.

Por lo tanto, el estudio identifica definitivamente el origen del componente de sorpresa codificado por las neuronas dopaminérgicas en el techo óptico, denominado colículo superior en mamíferos. Este circuito de información novedosa parece estar presente en otros grupos de vertebrados, incluidos los humanos.

La dopamina: malestar por exceso de dopamina

Curiosamente, en pacientes con esquizofrenia, se ha demostrado que el sistema dopaminérgico está alterado de manera que libera más dopamina de la que debería. Una de las hipótesis para explicar la psicosis que se presenta en estos pacientes postula que esa alteración de la dopamina se debe a que estas neuronas otorgan importancia a estímulos neutros o irrelevantes. Eso les hace enviar constantemente señales de alerta que generan una sensación de malestar y miedo, lo que finalmente conduce a una pérdida de contacto con la realidad.

Conocer los mecanismos mediante los cuales estas neuronas generan sus señales de alerta resulta fundamental para comprender esta patología.

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