Por: Norma Serrano

Un nuevo estudio de Stanford reescribe cómo entendemos dos de los neurotransmisores más importantes del cerebro

El descubrimiento

Durante décadas hemos estudiado la dopamina y la serotonina como sistemas separados: la dopamina como el neurotransmisor del «placer y recompensa», y la serotonina como el del «estado de ánimo y bienestar». Pero un estudio reciente del laboratorio de Robert Malenka en Stanford revela algo sorprendente: estos dos sistemas trabajan en oposición activa para equilibrar el aprendizaje basado en recompensas.

Publicado en noviembre de 2024, el trabajo demuestra que el aprendizaje por recompensa no depende solo de la dopamina aumentando cuando algo sale bien, sino del balance dinámico entre dopamina (que aumenta con la recompensa) y serotonina (que disminuye).

¿Qué hicieron?

El equipo de Malenka usó optogenética y sensores fluorescentes para medir en tiempo real los niveles de dopamina y serotonina en el núcleo accumbens (la región cerebral clave para recompensa y motivación) mientras ratones aprendían una tarea simple.

El paradigma experimental:

• Los ratones recibían recompensas (agua azucarada) después de ciertos estímulos
• Sensores genéticos permitían ver qué pasaba con dopamina y serotonina en cada ensayo
• Manipularon selectivamente cada sistema para ver su efecto en el aprendizaje

Los hallazgos clave

El patrón de oposición:

1. Cuando el animal recibe recompensa: dopamina SUBE, serotonina BAJA
2. Cuando la recompensa es mejor de lo esperado: la dopamina sube aún más, la serotonina baja más
3. Cuando NO hay recompensa esperada: dopamina baja, serotonina sube

La danza molecular: Los dos neurotransmisores funcionan como acelerador y freno. La dopamina dice «esto está bien, repítelo», mientras que la serotonina dice «no te emociones tanto, mantén la calma».

El aprendizaje óptimo ocurre cuando ambos sistemas se mueven en direcciones opuestas con la intensidad correcta. No basta con tener dopamina alta: necesitas que la serotonina baje simultáneamente para que el cerebro registre «esto merece la pena».

Cuando bloquearon experimentalmente cualquiera de los dos sistemas, el aprendizaje se volvió más lento y menos preciso.

¿Por qué importa?

Para entender trastornos psiquiátricos

• Depresión: Los ISRS (inhibidores selectivos de recaptura de serotonina) aumentan la serotonina. Según este modelo, eso podría estar interfiriendo con los sistemas de recompensa dopaminérgicos.
• TDAH: Los estimulantes aumentan dopamina. El modelo sugiere que esto desbalancea el sistema hacia la motivación por recompensa.
• Adicciones: El sistema de recompensa «secuestrado» podría involucrar no solo exceso de dopamina, sino déficit en la oposición serotoninérgica.

Para repensar tratamientos

Si dopamina y serotonina trabajan en oposición dinámica, los tratamientos que alteran uno necesitan considerar el otro:

• Antidepresivos ISRS + estimulantes: algunas personas con depresión y TDAH comórbidos toman ambos. Este estudio sugiere por qué esa combinación a veces funciona mejor que cada fármaco solo: restaura el balance de oposición.
• Tratamientos para adicción: las terapias podrían necesitar no solo reducir la señal dopaminérgica, sino también normalizar la señal serotoninérgica opuesta.
• Diseño de nuevos fármacos: en lugar de moléculas que solo afectan un sistema, podríamos necesitar fármacos que modulen el balance entre ambos.

Más allá del cerebro: implicaciones sistémicas

Este balance dopamina-serotonina no solo afecta aprendizaje. También podría explicar:

• Regulación del apetito y peso: ambos neurotransmisores modulan saciedad y búsqueda de comida
• Toma de riesgos: el balance determina si exploramos opciones nuevas (dopamina) o nos quedamos con lo seguro (serotonina)
• Sueño y vigilia: ciclos circadianos dependen de ambos sistemas

Conclusión

Este trabajo del laboratorio de Malenka nos recuerda que el cerebro funciona mediante equilibrios dinámicos, no mediante sistemas aislados. La próxima vez que pienses en dopamina o serotonina, piensa en el yin y yang: opuestos que se necesitan mutuamente.

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Referencia:

Cardozo Pinto, D., et al. (2024). Dopamine and serotonin work in opposition to shape learning. [Detalles de publicación

Fuente: Wu Tsai Neurosciences Institute, Stanford University