Neurobiological mechanisms of value representation under uncertainty
Código FONDECYT_1211227
Pablo Billeke (Investigador responsable)
Abril 2021-marzo 2025
Instituciones Colaboradoras:
Centro de Investigación en Complejidad Social, con su Laboratorio de Neurociencia Social y Neuromodulación, Facultad de Gobierno, Universidad del Desarrollo
Descripción del Proyecto:
Nuestro mundo cambia constantemente, lo que ha sido evidente para todos en el último tiempo por eventos globales como la crisis del COVID-19. La adaptación del comportamiento a nuevos contextos ha sido crucial para la supervivencia de muchas especies. En este sentido, nuestra especie ha desarrollado muchos mecanismos neuronales para reconocer patrones y hacer asociaciones entre estímulos ambientales, acciones y sus consecuencias. De manera crucial, ante cambios impredecibles, es necesario evaluar la confiabilidad (es decir, la incertidumbre) de las asociaciones actuales estímulo-acciones-consecuencias para poder modificar estas asociaciones al nuevo contexto. A pesar del gran interés en el campo, los mecanismos por los que los humanos toman decisiones en condiciones de incertidumbre y sus correlatos neurobiológicos siguen sin resolverse. Desentrañar estos mecanismos es fundamental porque subyacen a muchos problemas de adaptación social y conductual en trastornos psicológicos y neuropsiquiátricos que van desde la ansiedad hasta patologías neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson. Los primeros estudios sobre la toma de decisiones han identificado dos factores que los humanos tienen en cuenta cuando se enfrentan a una decisión. Uno de ellos es la probabilidad por la cual un estímulo y una acción se asocian con una consecuencia (comúnmente conocida como probabilidad o disponibilidad), y el otro factor es la consecuencia esperada (comúnmente conocida como valor de recompensa, magnitud de recompensa o apetividad). La evidencia ha demostrado que el aumento de la incertidumbre durante el proceso de toma de decisiones está asociado con modulaciones conductuales y neurobiológicas consistentes: i) los sujetos pesan la probabilidad y la magnitud del resultado esperado de manera más independiente, y ii) la actividad en un frontoparietal dorsal La red que involucra el surco intraparietal (IPS), la corteza parietal posterior (PPC), el campo ocular frontal (FEF) y la corteza prefrontal dorsolateral (dlPFC) se vuelve prominente. Teniendo en cuenta la evidencia que proviene de la investigación de cambios en el control de la atención, la memoria de trabajo y el aprendizaje sin refuerzo, es posible postular que esta red configura la estabilidad / flexibilidad de las representaciones internas. Siguiendo esta evidencia, y apoyados por los resultados preliminares de nuestro laboratorio, postulamos que una función similar es llevada a cabo por la red frontoparietal dorsal durante la toma de decisiones bajo incertidumbre.
Por tanto, planteamos la hipótesis de que el aumento del grado de incertidumbre durante la toma de decisiones genera dos fenómenos contrapuestos: una disminución en la estabilidad de la representación del valor, que a su vez da lugar a un incremento en la actividad de la red fronto-parietal dorsal que facilita la estabilización de las representaciones de valor. Para poner a prueba nuestra hipótesis, proponemos un diseño experimental que combina tres tareas experimentales de toma de decisiones bajo incertidumbre y dos metodologías neurobiológicas, una que implica medir la actividad metabólica del cerebro mediante fMRI y otra que inhibe áreas específicas del cerebro mediante de estimulación cerebral no invasiva (estimulación magnética transcraneal, TMS). Además, durante la sesión de fMRI se obtendrán movimientos sacádicos y fijación ocular mediante la técnica Eye-tracking (ET) y durante las sesiones de TMS se medirá la actividad eléctrica cerebral mediante electroencefalografía (EEG). La razón para utilizar tres tareas (en experimentos y muestras independientes) es poder probar diferentes fuentes de incertidumbre durante la toma de decisiones basada en valores, con el fin de encontrar una actividad cerebral consistente relacionada con representaciones de valores bajo incertidumbre. Adicionalmente, probaremos cómo impactan los estímulos distractores / irrelevantes en la representación del valor y cómo este impacto se correlaciona con el grado de incertidumbre, evaluando de esta forma la estabilidad de la representación del valor. Además, utilizando tanto fMRI-ET como TMS-EEG, podremos localizar la red frontoparietal dorsal y luego modular su actividad para probar el papel causal de esta red en el mecanismo de representación de valores bajo incertidumbre.
