Xiaowei Gu y Joshua Johansen, del Centro RIKEN de Neurociencia en Japón, han descubierto circuitos clave en el cerebro de ratas que permiten el aprendizaje de emociones inferidas. El estudio revela cómo la parte frontal del cerebro se coordina con la amígdala —una región cerebral importante para formas simples de aprendizaje emocional— para posibilitar esta capacidad emocional de orden superior.
por RIKEN
Publicado en Nature , este estudio es el primero en mostrar cómo el cerebro codifica modelos internos de emoción similares a los humanos.
¿Qué son las emociones inferidas? Imaginemos a una niña que observa con frecuencia cómo una avispa entra y sale de su nido en el bosque cerca de su casa. Un día, la avispa la pica por primera vez, una experiencia aterradora que altera su respuesta emocional hacia esta criatura, pero también hacia el propio nido.
Después, ver solo el nido de avispas le provoca ansiedad, alerta y cautela. En este escenario, el niño ha construido un modelo interno que vincula la experiencia negativa con la representación visual del nido, aunque este no estuviera allí en el momento del evento temible.
Johansen y Gu estaban interesados en comprender los mecanismos neuronales que permiten este tipo de procesamiento emocional de orden superior a través de la inferencia.
Para lograrlo, crearon una situación similar en animales: las ratas aprendieron una asociación neutral entre un ruido y una imagen, y luego experimentaron algo desagradable al ver la imagen, un proceso llamado condicionamiento aversivo.
Al día siguiente, se les realizó una prueba para ver si podían inferir, solo con oír el ruido, que algo desagradable podría ocurrir. En estas condiciones, las ratas efectivamente se quedaron paralizadas al oír el ruido, lo que indica su miedo y demuestra que también pueden aprender emociones inferidas.
Una vez obtenido un modelo animal exitoso, los investigadores combinaron imágenes de calcio y optogenética para examinar los cambios en la actividad neuronal en la corteza prefrontal medial (CPFm). Según la hipótesis, los experimentos indicaron que la CPFm es la base de la inferencia emocional.
Antes del condicionamiento aversivo, las neuronas de la corteza prefrontal medial (CPFm) respondían de forma similar tanto a la imagen como al ruido, independientemente de si los estímulos se habían emparejado o no. Sin embargo, tras el aprendizaje aversivo, las imágenes de calcio mostraron que el número de neuronas sensibles al ruido y corresponsivas al ruido y a la imagen aumentó considerablemente, siempre que el ruido y la imagen se hubieran emparejado inicialmente al presentarse a los animales.
Pruebas posteriores demostraron que este fenómeno era posible porque el emparejamiento sensorial inicial «etiquetó» a las neuronas corresponsivas, preparándolas para activarse durante el condicionamiento aversivo.
El bloqueo optogenético de la corteza prefrontal media durante la etapa de aprendizaje aversivo impidió que las ratas realizaran la inferencia posterior. En este caso, la imagen y la experiencia desagradable, e indirectamente, el ruido, no pudieron vincularse adecuadamente en la mente de las ratas.
Bloquear la salida de la corteza prefrontal medial a la amígdala durante la fase de prueba también impidió que las ratas respondieran al ruido con miedo. Sin embargo, en este caso, esto se debió a que no pudieron recordar correctamente el recuerdo inferido, a pesar de que la asociación se había realizado el día anterior.
Al mismo tiempo, las ratas no tuvieron problemas para quedarse congeladas en respuesta a la imagen, lo que indica que sólo la capacidad de inferencia de orden superior tiene su raíz en los cambios físicos que tienen lugar en las neuronas mPFC.
Johansen explica: «Décadas de estudio del aprendizaje aversivo en roedores han revelado que la amígdala es un sitio crucial para almacenar recuerdos emocionales simples que implican asociaciones directamente experimentadas. Sin embargo, nuestros nuevos hallazgos indican que la corteza prefrontal medial (CPRM) es una región cerebral central para emociones humanas de orden superior, que implican modelos internos e inferencia».
«El valor de nuestro estudio», afirma Johansen, «es que abre la puerta a que investigadores de todo el mundo examinen los mecanismos neuronales que median las emociones de orden superior, que son más relevantes para afecciones psiquiátricas humanas como la ansiedad o los trastornos relacionados con traumas».
Más información: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09001-2
Leyenda de imagen principal: Dibujo animado que muestra un ejemplo de cómo se aprenden las emociones inferidas. Una niña suele observar avispas entrar y salir de su nido en el bosque cerca de su casa. Un día, una de las avispas la pica por primera vez. Después, ver el nido a solas le causa ansiedad. En este estudio, se descubrió que las neuronas de la corteza prefrontal medial y su conexión con la amígdala son esenciales para que se produzca este tipo de aprendizaje. Crédito: RIKEN
