La felicidad, de una forma u otra, parece ser un objetivo común que a cada uno de nosotros nos gustaría alcanzar. A menudo nos comportamos como si pudiéramos encontrar una manera de completar la satisfacción (comodidad, saciedad, calidez, alguna otra recompensa) y constantemente somos felices simplemente tomando algunas decisiones correctas. Pero el placer de incluso las sensaciones más agradables es fugaz, y esto conduce al aburrimiento y al deseo de probar algo nuevo y sorprendente. Yo, como neurocientífico, no puedo evitar pensar si la transitoriedad de nuestra satisfacción es realmente inevitable, o si es una característica del cerebro que, al comprender cuál, lo ayudará a aprender cómo lidiar con él.
Muchas de las funciones diarias del cerebro parecen tan naturales que apenas podemos distanciarnos de ellas para mirarlas desde un lado. El cerebro está comprometido a notar cosas diferentes. Obviamente, la función principal del cerebro es la percepción; sobre la base de lo percibido, puede hacer evaluaciones y, sobre la base de ellas, actuar. Este trabajo lo realizan las neuronas del sistema nervioso. Encuentran y presentan los datos de entrada del mundo externo (e interno), analizan los datos y responden a este análisis con la acción adecuada. La acción generalmente se refiere al movimiento: las neuronas envían señales que hacen que los músculos se contraigan, lo que le permite realizar algún tipo de acción. La entrada proviene de los sentidos, el análisis a menudo se llama asociativo, y la salida es la motilidad. La trinidad de sentimientos / análisis asociativo / motilidad es un análogo neuronal de percepción / evaluación / acción.
¿Cómo hacen frente las neuronas que componen el cerebro a la detección y análisis de lo que está sucediendo en el mundo exterior? La respuesta más simple es que dependen principalmente de un servicio de traducción. Las partes del cuerpo que consideramos órganos sensoriales (ojos, oídos, nariz, lengua, piel) contienen células receptoras que perciben información. Pequeñas moléculas de proteínas se encuentran en las membranas de estas células; traducen (técnicamente hablando, transforman) los efectos físicos del mundo exterior (luz, sonido, productos químicos, calor) en señales eléctricas,
potenciales de acción que forman el lenguaje del cerebro. Las proteínas transmisoras forman una pequeña ruta, el
canal iónico , a través del cual las partículas cargadas, iones, como el sodio o el potasio, entran o salen de la célula. El movimiento de iones genera señales eléctricas. Cada señal se propaga a lo largo de toda la célula debido a otras proteínas, que también forman canales iónicos, lo que provoca la liberación de un
neurotransmisor químico. La siguiente neurona recibe el neurotransmisor debido a otras proteínas receptoras, que también representan canales iónicos o están asociados con canales iónicos. Nuestra capacidad de notar depende principalmente de nuestros canales de iones de proteínas.
Curiosamente, casi todas estas proteínas responden a cambios en los estímulos; pero en presencia de estimulación prolongada y constante con intensidad leve a moderada, muchos de ellos se apagan y evitan que los iones pasen a través de ellos. Llamamos a este proceso adaptación (o desensibilización o inactivación, dependiendo de la base física). Conduce a la aparición de sensaciones familiares. Debido a la adaptación, al pasar de un lugar con iluminación brillante a una habitación sin luz, al principio parece oscuro, y después de un tiempo la iluminación ya parece normal. Solo cuando regresas al sol te das cuenta de lo oscuro que estaba en la habitación, o de lo brillante que está ahora. Del mismo modo, la mayoría de las personas se adaptan al olor de los alimentos poco después de ingresar al restaurante, o al frescor de la piscina después de saltar en un día caluroso, o al ruido de fondo del refrigerador. Después de una breve exposición, el olor, el frío o el ruido, a menos que sean tan fuertes que causen molestias, dejan de sentirse y no les prestamos atención. Es decir, como dicen, nos acostumbramos. En particular, debido a los canales iónicos adaptativos, sentimos mucho no en tamaño absoluto, sino en contraste con lo que teníamos antes (aunque no todos los tipos de adaptación ocurren debido a los canales iónicos, y no todos los sentimientos están sujetos a adaptación). En un caso excepcional, los experimentadores pudieron demostrar este fenómeno estabilizando la imagen en la retina. Nuestros ojos generalmente hacen pequeños movimientos agudos,
microacadas , lo que permite que las células de la retina comparen la luz reflejada por las áreas oscuras y brillantes de cualquier entorno visual. Al rastrear los movimientos del ojo humano y cambiar la imagen proyectada sobre ellos, los neurocientíficos pudieron demostrar que cuando una imagen se fija artificialmente en la retina, a una persona le parece que desaparece [Ditchburn, RW & Ginsborg, BL Vision con una imagen retiniana estabilizada. Nature 170, 36-37 (1952); Martinez-Conde, S., Macknic, SL, Troncoso, XG y Dyar, TA Microsaccades contrarrestan el desvanecimiento visual durante la fijación. Neuron, 49, 297-305 (2006)]. Si no puedes comparar, el mundo se vuelve gris. En otras palabras, la diversidad no solo agrega el sabor de la vida; en principio, solo puedes ver algo a través del cambio.
Esta sensibilidad a los cambios y la insensibilidad a la constancia no se detiene en el nivel de los receptores sensoriales. Más profundo en el cerebro, en casi todas las neuronas, hay otros canales de iones de proteínas, en particular, canales de sodio que activan potenciales de acción (permitiendo que los iones de sodio entren en la neurona) y canales de potasio que detienen los potenciales de acción (liberando iones de potasio de la neurona). Los canales de sodio y potasio son diferentes, y muchos de ellos también se desactivan, desactivan, durante el uso. Por lo tanto, incluso cuando los neurotransmisores químicos dan estímulos largos o repetidos a las neuronas, las propiedades internas de los canales iónicos limitan el número de potenciales de acción. Por ejemplo, en algunas neuronas, la inactivación de los canales de sodio hace que sea cada vez más difícil generar potenciales de acción con estimulación constante.
Pero en algunas neuronas, ciertos canales de sodio evitan la inactivación mediante el uso de una proteína especial que lo bloquea. Tales neuronas con placer desencadenan largas secuencias de potenciales de acción de alta frecuencia. Muchas de esas neuronas se encuentran en el cerebelo y el tronco encefálico. [Lewis, AH y Raman, IM Corriente resurgente de canales de Na + activados por voltaje. Journal of Physiology 592, 4825–4838 (2014)]
Mientras tanto, ciertos canales de potasio aumentan gradualmente el flujo de iones, lo que ayuda a ralentizar o apagar las señales de las neuronas después de pasar varios potenciales de acción. La interacción entre los flujos de iones de sodio y potasio permite generar señales eléctricas solo al comienzo del estímulo; este proceso se llama acomodación. Aunque hay excepciones, la mayoría de las principales células excitadoras de la corteza y el hipocampo, aquellas que promueven potenciales de acción en las neuronas objetivo, son susceptibles de acomodación.
En algunas células, los neurotransmisores, como la
noradrenalina , pueden revertir la acomodación. Curiosamente, el efecto global de la noradrenalina en el cerebro es aumentar la atención. Muchas toxinas y venenos, como los de los escorpiones y las serpientes, evitan la inactivación de los canales de sodio y bloquean los canales de potasio, lo que conduce a convulsiones y muerte, es decir, el cerebro puede sufrir demasiado. [Madison, DV y Nicoll, RA Acciones de noradrenalina registradas intracelularmente en neuronas piramidales CA1 hipocampales de rata, in vitro. Journal of Physiology 372, 221-244 (1986); Hille, B. A. K + canal digno de atención. Science 273, 1677 (1996)]
No siempre entendemos qué información contienen las neuronas que alojan, pero sabemos que reaccionan con mayor fuerza a los cambios en el estímulo. Es difícil resistir la tentación de concluir que mientras más actividad en el cerebro, mejor; sin embargo, es muy bueno que algunas neuronas tengan la capacidad de apagar sus señales a través de la inactivación de los canales iónicos. Muchas enfermedades neurológicas están asociadas con un exceso de potenciales de acción en las neuronas, que generalmente responden bastante. Tal "sobreexcitación" a menudo se encuentra en el dolor o la epilepsia. Con el primero, hay demasiados sentimientos, con el segundo: contracciones musculares. A menudo, los mejores medicamentos para tales casos son aquellos que inactivan los canales de sodio. Incluso las personas sin tales síndromes están familiarizadas con el efecto analgésico de los fármacos que bloquean los canales de sodio como la
novocaína o la
lidocaína . Los medicamentos para la epilepsia no deshabilitan por completo la actividad nerviosa, pero limitan las neuronas hiperactivas.
Del mismo modo, las proteínas receptoras de los neurotransmisores pueden experimentar desensibilización, en la cual sus canales iónicos se desconectan después de una exposición prolongada a los estímulos. Se pueden apagar debido a la desensibilización, que es una propiedad interna de la proteína, o debido a la corta vida del neurotransmisor en sí, ya que es destruido por enzimas o es absorbido por
las células gliales vecinas. Las sustancias que afectan estos procesos y prolongan la acción de los neurotransmisores pueden cambiar drásticamente el funcionamiento del sistema nervioso. Los tranquilizantes prolongan la duración del flujo de iones a través de los canales abiertos por el neurotransmisor GABA. El gas nervioso prolonga la acción de la
acetilcolina , un neurotransmisor que hace que los músculos se contraigan.
Pero las neuronas tienen una capacidad interesante para responder a un aumento a largo plazo en los efectos de los neurotransmisores, a intervalos de varios días o más, que pueden conducir a una cantidad excesiva de señales que pasan a través de un cierto circuito nervioso, simplemente absorben sus propios receptores de neurotransmisores y quedan menos receptores activos en la superficie celular. . Una reacción similar puede ser la base de la aparición de resistencia a las drogas, las drogas y los alimentos picantes.
La detección de alimentos picantes no ocurre en los receptores de neurotransmisores cerebrales, sino en los receptores químicos periféricos que responden a la
capsaicina , una sustancia natural que calienta la pimienta. Un ejemplo interesante de adicción es una pomada a base de capsaicina que desensibiliza los receptores y alivia el dolor en la artritis y la neuropatía.
Por el contrario, con una disminución en la producción de neurotransmisores, una neurona particular puede producir más proteínas receptoras y canales iónicos asociados. De esta manera, la hiperestimulación vuelve a la percepción normal, y la no estimulación sintoniza el circuito nervioso para aumentar la sensibilidad incluso a señales débiles. ¿Cómo saben esto las células? A través de varios sistemas de retroalimentación, muchos de los cuales utilizan las propiedades bioquímicas especiales de los iones de calcio, que permiten a la neurona encontrar, por así decirlo, un punto medio cómodo o adecuado. Se pueden desencadenar procesos similares cuando la estimulación, inicialmente placentera, o repulsiva, se repite una y otra vez. La percepción aguda disminuye cuando el cerebro encuentra su hito.
Este proceso se llama
homeostasis , y se dedica mucho esfuerzo al estudio de la "plasticidad homestatica" de los circuitos nerviosos: el retorno por las neuronas del punto de control de la base, incluso con cambios en la fuerza del estímulo de entrada. [Turrigiano, G. Plasticidad sináptica homeostática: mecanismos locales y globales para estabilizar la función neuronal. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 4, a005736 (2012)]
A nivel de todo el organismo, las sensaciones de estos estímulos cambian en consecuencia; disminución en el caso de estímulos repetidos, y luego recuperarse en caso de un cambio. Una demostración simple de este fenómeno puede ser el experimento con la
aplisia del molusco, que, en respuesta a un ligero toque, primero atrae las branquias. Después de una serie de toques inofensivos, se acostumbra y deja de reaccionar hasta que el toque se combina con algo desagradable, por ejemplo, con una descarga eléctrica. Cuando se usan, los receptores no experimentan desensibilización; en cambio, el neurotransmisor termina en neuronas. [Kandel, ER & Schwartz, JH Biología molecular del aprendizaje: modulación de la liberación del transmisor. Science 218, 433–443 (1982)]
En el caso de sensaciones más agradables, las ratas hambrientas trabajarán para la comida, ya sea ordinaria o especialmente sabrosa, y las ratas saciadas trabajarán solo para obtener dulces que les gusten especialmente. La motivación de las ratas para trabajar por la comida se puede reducir con medicamentos que interfieren con los receptores de los opiáceos naturales y la dopamina, neurotransmisores en los circuitos nerviosos que señalan las recompensas. Resulta que los contornos de la recompensa son estimulados tanto por la anticipación como por la absorción de alimentos, pero en ratas bien alimentadas esto sucede solo si la comida gana en comparación con la experiencia reciente. [Barbano, MF y Cador, M. Opioides para la experiencia hedónica y dopamina para prepararse. Psychopharmacology 191, 497-506 (2007)] En otras palabras, no deje espacio para el postre; seguirá siendo agradable, siempre y cuando sepa mejor que antes.
Los estímulos familiares y las sensaciones creadas por ellos también pueden causar la aparición de otras modificaciones de los canales iónicos y los receptores de neurotransmisores que pueden cambiar todo el contorno del nervio. De hecho, algunos circuitos cerebrales de muchos animales (incluidos nosotros) son tan buenos para predecir el resultado de un estímulo conocido que envían señales que equilibran la sensación de lo que está sucediendo. El cuerpo ni siquiera se da cuenta de que algo está sucediendo, hasta que sucede algo más o inesperado.
Una ilustración interesante de la capacidad del cerebro para pasar por alto a los famosos es el pez eléctrico, cuya sensación eléctrica les permite sentir los campos eléctricos. Estudian el ambiente utilizando la descarga de un órgano eléctrico (REO), un "grito" especial que crea un campo eléctrico alrededor del pez. En presencia de objetos, este campo está distorsionado, tal vez esto es un poco como una distorsión en la forma de la piel cuando toca el objeto. Es una desviación de la forma habitual que habla de la necesidad de ser salvado o investigado. Las señales REO permanentes en sí mismas no son algo importante. Las neuronas que crean REO también envían una señal al cerebro del pez, indicando que han funcionado. Esta señal es estrictamente opuesta a la señal sensorial recibida por el pez como resultado de detectar su propio campo no distorsionado obtenido como resultado de REO, como resultado de lo cual neutraliza la sensación del propio "grito" del pez cuando no hay nada cerca. [Bell, C., Bodznick, D., Montgomery, J. Bastian, J. La generación y sustracción de las expectativas sensoriales dentro de las estructuras tipo cerebelo. Brain Behavior and Evolution 50, 17–31 (1997)]
La capacidad de acostumbrarse e ignorar la información entrante, que es estática, familiar, predecible y segura, ayuda en términos de comportamiento. En otras palabras, ella tiene una ventaja evolutiva. Si constantemente sentimos el toque de la ropa en la piel o el ligero olor a un suavizante de telas, sería, por decirlo suavemente, muy distractor, e incluso podría evitar que detectemos y reaccionemos a una señal importante: una palmada en el hombro o el olor de una tostada ardiente. La incapacidad de predecir y adaptarse es quizás uno de los factores que contribuyen al desarrollo
de los trastornos del espectro autista . [Gomot M. y Wicker, B. Un mundo desafiante e impredecible para las personas con trastorno del espectro autista. Revista Internacional de Psicofisiología 83, 240–247 (2012)]
Además, las señales que comunican información ya conocida por el cerebro serían un desperdicio. Todos estos iones, entrando y saliendo de las células para enviar señales en el cerebro, no pueden quedarse en el lado opuesto de donde se movieron. Literalmente, la energía se gasta en bombear sodio de las neuronas y bombear potasio de regreso al interior; por lo tanto, es más eficiente no crear potenciales de acción que no transfieran información valiosa.
¿Significa esto que solo algo nuevo tiene sentido, y que todo lo familiar debe descartarse tan pronto como las sensaciones se vuelvan aburridas? Al contrario; Creo que esta es la clave de la felicidad, compatible con los principios del cerebro. La capacidad de detectar incluso estímulos familiares se restablece mediante un "reinicio" rápido, que permite recuperarse de la desensibilización lo suficiente como para mejorar las sensaciones posteriores. Me parece que es precisamente la capacidad del cerebro para percibir sensaciones en contraste lo que puede explicar en parte por qué nuestros intentos de lograr la satisfacción eterna siguen siendo infructuosos. El cerebro trabaja en una curva, comparando constantemente la situación actual con la anterior y, por lo tanto, la infelicidad puede ser el secreto de la felicidad. No es una desgracia absoluta, por supuesto, sino un enfriamiento a corto plazo, que nos permite sentir calor, hambre, hacer que la saciedad sea tan deseada, un período de desesperación que nos envía a una sorprendente sensación de triunfo. El camino hacia la satisfacción pasa por contrastes.
Indira M. Raman - Profesora de Neurobiología en la Universidad Northwestern