Siguió el curso de la adicción que se observa en otros organismos, incluidos los humanos
Científicos construyeron un modelo de computadora de una red cerebral simple basada en la de una babosa de mar, le enseñaron cómo obtener comida, le dieron apetito y la capacidad de experimentar recompensas, agregaron una pizca de algo llamado plasticidad homeostática y luego la expusieron a una droga muy intoxicante. Para sorpresa de nadie, la criatura se volvió adicta.
La investigación es parte de un proyecto a largo plazo para crear un modelo funcional del cerebro, comenzando con el circuito más simple y agregando gradualmente complejidad, dijo Rhanor Gillette, profesor emérito de fisiología molecular e integradora de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign que lideró la investigación.
La investigadora postdoctoral y autora principal Ekaterina Gribkova construyó el modelo de computadora basado en el trabajo previo de la coautora Marianne Catanho, ahora en la Universidad de California en San Diego.
"Al observar cómo este cerebro da sentido a su entorno, esperamos aprender más sobre cómo funcionan los cerebros del mundo real", dijo Gillette. "También creemos que nuestro modelo será una gran herramienta educativa".
Los investigadores nombraron a su modelo de babosa ASIMOV en honor al conocido escritor de ciencia ficción Isaac Asimov, quien fue uno de los primeros en pensar y escribir sobre la ética de la robótica. Soltaron a la criatura en un área confinada donde encontraría al azar gránulos de comida, algunos de los cuales eran deliciosos, otros nocivos.
Al igual que un depredador real, ASIMOV aprendió a evitar las presas nocivas y engullir las buenas, a menos que tuviera mucha hambre, en cuyo caso se comería lo que se cruzara en su camino. Cada tipo de gránulo tenía su propio olor característico que permitía a ASIMOV determinar si se volvía hacia él para perseguirlo o evitarlo.
Además de comer para saciarse, ASIMOV también pudo experimentar la recompensa. Maximizar sus propios niveles de saciedad y experiencias de recompensa fueron los dos objetivos de vida de la criatura.
Después de establecer que ASIMOV podía discriminar entre alimentos buenos y malos, los investigadores agregaron a su modelo una píldora de drogas altamente gratificante pero nutricionalmente vacía. La droga también tenía su propio olor característico. Una vez que ASIMOV la consumió y experimentó la intoxicante recompensa, comenzó a perseguir la droga con la exclusión de todo lo demás.
La droga también hizo que ASIMOV se sintiera saciada, satisfaciendo ambos objetivos de la vida. Pero estos dos estados "mentales" eran temporales. Comer causó saciedad, pero esa sensación de saciedad disminuyó con el tiempo. Además, ASIMOV fue diseñada para habituarse a la droga, dijo Gribkova.
"Al igual que cuando tomas café todos los días, te acostumbras a los efectos, que disminuyen con el tiempo", dijo. "Y si dejas de tomar café, te retiras".
Esta fue la característica de plasticidad homeostática que entró en acción, dijo Gillette.
"ASIMOV comenzó a retirarse, lo que hizo que volviera a buscar la droga lo más rápido posible porque los períodos durante los cuales duraba una experiencia de recompensa cada vez eran más cortos", dijo Gillette.
Luego, los investigadores le quitaron la droga a ASIMOV. La criatura experimentó una retirada completa y, finalmente, se volvió a sensibilizar a la droga.
Imagen: Cuatro estados generales del buscador de adicciones de ASIMOV.
El comportamiento de ASIMOV siguió el curso de la adicción que se observa en otros organismos, incluidos los humanos, dijeron los investigadores. Guiada por el deseo de recompensa y saciedad, pero también intentando evitar el dolor, la criatura alternaba entre comer, no comer y perseguir la droga cuando estaba disponible.
"Si estás muy intoxicado por la droga, lo que generalmente sucede en nuestra simulación es que simplemente ignora todas las otras opciones, por ejemplo, la opción de comer", dijo Gribkova. "Termina en este estado de desnutrición e intoxicación. Pero si se retira porque no puede encontrar la droga, pierde su selectividad para diferentes tipos de presas. Simplemente se come todo a la vista".
"Queríamos recrear la adicción en este organismo", dijo. "Y esta es la forma más sencilla en que podríamos hacerlo".
"Esperamos que la complejidad del comportamiento en los animales probablemente haya evolucionado desde comienzos muy simples como este, por lo que estamos tratando de recrear eso de una manera muy evolutivamente plausible", dijo Gillette.
Los investigadores dicen que su objetivo es agregar más capas de complejidad en el trabajo futuro, abordando atributos como el comportamiento social y el altruismo.
Los autores describen su trabajo en la revista Scientific Reports: Simple Aesthetic Sense and Addiction Emerge in Neural Relations of Cost-Benefit Decision in Foraging
