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¿Qué hace que una persona conduzca por encima del límite de velocidad mientras que otra navega de manera constante en el carril derecho? ¿Qué motiva a alguien a dejar un trabajo con un sueldo fijo para iniciar su propio negocio mientras que el otro se queda con un empleador durante toda su carrera?
«Las personas tienen diferentes tendencias a participar en comportamientos que ponen en riesgo su salud o que implican incertidumbres sobre el futuro», dice Gideon Nave, profesor asistente de marketing en Penn’s Wharton School.
Sin embargo, explicar el origen de esas tendencias, tanto en el genoma como en el cerebro, ha sido un desafío para los investigadores, en parte porque los estudios previos sobre el tema se basaron en pequeñas muestras no representativas de estudiantes universitarios. Eso ha cambiado ahora.
En un estudio masivo de escáneres cerebrales y datos genéticos de más de 12.000 personas, un equipo dirigido por Nave y Gökhan Aydogan de la Universidad de Zúrich revela cómo la predisposición genética hacia el comportamiento de riesgo se materializa en el cerebro. En particular, estas asociaciones entre la toma de riesgos y la anatomía del cerebro son muchas. No hay una «región de riesgo» en el cerebro, dice Nave. «Encontramos muchas regiones cuya anatomía está alterada en personas que asumen riesgos».
Los hallazgos aparecen en la revista Comportamiento humano de la naturaleza.
Muchos equipos de investigación han investigado los correlatos neuroanatómicos de la tendencia a asumir riesgos entre los individuos, y estudios recientes han identificado una serie de regiones cerebrales asociadas. Pero estos estudios se han visto limitados por su número, cientos, lo que limita su poder para sacar conclusiones firmes sobre los vínculos entre la biología y el comportamiento.
El trabajo actual se beneficia de un conjunto de datos sólido, el Biobanco del Reino Unido, que tiene datos biomédicos de 500.000 participantes voluntarios entre las edades de 40 y 69. Para obtener una métrica general del comportamiento de riesgo, los investigadores observaron cuatro comportamientos autoinformados: fumar, beber, promiscuidad sexual y conducir por encima del límite de velocidad. Estas medidas de comportamiento se agregaron para crear un indicador general de tolerancia al riesgo.
Para profundizar en las conexiones entre genes, cerebro y tolerancia al riesgo, los investigadores utilizaron datos de 12.675 personas de ascendencia europea del Biobanco del Reino Unido y comenzaron a buscar información relevante. Primero estimaron la relación entre el volumen total de materia gris en el cerebro y la puntuación de tolerancia al riesgo.
Incluso controlando una variedad de factores, incluido el tamaño total del cerebro, la edad, el género, la mano, el consumo excesivo de alcohol y los factores genéticos relacionados con la estructura de la población, encontraron que una mayor tolerancia al riesgo se correlacionó con un volumen general de materia gris más bajo. La materia gris está formada por la mayoría de los principales cuerpos celulares de las neuronas del sistema nervioso central y se entiende que lleva a cabo las funciones básicas del cerebro, incluido el control muscular, la percepción sensorial y la toma de decisiones.
A continuación, el equipo de investigación examinó más de cerca qué áreas específicas del cerebro tenían la relación más fuerte entre la toma de riesgos y la reducción de la materia gris. Identificaron asociaciones con distintas regiones del cerebro que se habían encontrado en estudios previos, como la amígdala, involucrada en sentimientos de miedo y emoción, que también se ha demostrado que se activan en estudios de resonancia magnética funcional de toma de decisiones de riesgo. Pero también encontraron vínculos entre el comportamiento de riesgo de las personas y los niveles más bajos de materia gris en muchas regiones cerebrales adicionales que no habían sido implicadas previamente, como el hipocampo, que participa en la creación de nuevos recuerdos. También encontraron vínculos en áreas del cerebelo, un área involucrada en el equilibrio y la coordinación cuya participación en la cognición y la toma de decisiones se sospechaba desde hace mucho tiempo, pero los investigadores no la aprecian.
Nave de Gedeón
“Descubrimos que no tenemos solo una región del cerebro que es el ‘área de riesgo’”, dice Nave. «Hay muchas regiones involucradas, y los tamaños del efecto que encontramos no son tan grandes, pero tampoco tan pequeños».
Poco después de que los investigadores completaran sus análisis iniciales, el Biobanco del Reino Unido agregó a la base de datos imágenes de escaneo cerebral de más de 20.000 personas. Esto permitió a los investigadores replicar su análisis en 13.004 participantes adicionales de ascendencia europea, encontrando que casi todas las regiones del cerebro que identificaron originalmente tenían un vínculo entre la asunción de riesgos y el volumen reducido de materia gris retenido.
“Hacer un estudio tan grande —más de 12.000 personas y luego replicado en 13.000 personas— es realmente un enfoque nuevo”, dice Philipp Koellinger de la Universidad Vrej de Ámsterdam, quien también participó en la investigación.
Finalmente, el equipo de investigación quería ver si podían identificar cómo la disposición genética de los participantes para el comportamiento de riesgo se alineaba con su neuroanatomía para tratar de trazar una línea entre los genes, el cerebro y el comportamiento cuando se trataba de asumir riesgos.
“Esto no es fácil de hacer”, dice Koellinger. «Sabemos que la mayoría de los rasgos de comportamiento tienen una arquitectura genética compleja, con muchos genes que tienen pequeños efectos».
La solución de los investigadores a este problema de «muchos genes» fue desarrollar una medida de variación genética que denominaron puntuación de riesgo poligénico. Llegaron a esta métrica a través de un estudio de asociación de todo el genoma de un grupo separado de casi 300.000 personas de ascendencia europea, teniendo en cuenta los efectos de más de un millón de polimorfismos de un solo nucleótido, o lugares donde una «letra» de ADN difería de una persona. a persona, que se asociaron con conductas de riesgo.
Este puntaje de riesgo, encontró el equipo, explicaba el 3% de la variación en el comportamiento de riesgo. La puntuación también se correlacionó con la reducción del volumen de materia gris en tres áreas específicas del cerebro. Al observar estas tres regiones del cerebro, determinaron que las diferencias en la materia gris de estas ubicaciones en el cerebro llevaban a cabo alrededor del 2,2% de la disposición genética hacia el comportamiento de riesgo.
“Parece que la materia gris de estas tres regiones está traduciendo una tendencia genética en un comportamiento real”, dice Koellinger.
Si bien el estudio hace grandes avances para vincular los genes, la anatomía del cerebro y el comportamiento, también genera muchas preguntas adicionales sin respuesta.
Por ejemplo, el hecho de que estas regiones del cerebro explicaran solo el 2,2% de la disposición genética, dicen los investigadores, apunta al hecho de que los genes que apoyan la tolerancia al riesgo pueden estar relacionados con aspectos de la biología además de lo que sucede en el cerebro. «La pregunta entonces es, ¿con qué están relacionados?» Nave dice.
Nave enfatiza que se necesitan más estudios para aclarar la disposición genética de los efectos ambientales.
“Quieres pensar en el hecho de que existen efectos familiares, ambientales y genéticos, y también existe la correlación entre todos estos factores”, dice Nave. “La genética y el medio ambiente, la genética y la familia, incluso lo que parece ser un efecto genético, en realidad podría ser un efecto de crianza porque heredas los genes de tus padres.
«Por ejemplo», dice, «si tus padres son más cariñosos y tienen genes relacionados con un comportamiento más cariñoso y si la crianza afecta tu comportamiento, verás genes y comportamiento correlacionados, pero eso no significa que los genes directamente causó el comportamiento ”, dice.
Nave tiene la esperanza de que una nueva colaboración que lanzó, Brain Imaging and Genetics in Behavioral Research, o BIG BEAR, Consortium, cuyos miembros llevaron a cabo el estudio actual, ayudará a encontrar respuestas a estas preguntas. “Nuestro objetivo final es separar todas estas relaciones e identificar las relaciones causales”, dice Nave.
Gideon Nave es profesor adjunto Carlos y Rosa de la Cruz en el Departamento de Marketing de Wharton School de la Universidad de Pennsylvania.
Los coautores de Nave fueron Remi Daviet de Penn’s Wharton School; Joseph Kable de la Facultad de Artes y Ciencias de Penn; Henry R. Krazler de la Facultad de Medicina Perelman de Penn; Gökhan Aydogan, Todd A. Hare y Christian C. Ruff de la Universidad de Zurich; y Richard Karlsson Linnér y Philipp D. Koellinger de la Vrjie Universiteit Amsterdam. Aydogan fue el primer autor y Nave fue el autor principal y correspondiente.
La financiación del estudio provino de la National Science Foundation (subvención 1942917), el Fondo de Investigación del Decano de Wharton School, el Consejo Europeo de Investigación, la Fundación Nacional de Ciencias de Suiza, el Instituto Nacional de Abuso de Alcohol y Alcoholismo (subvención AA023894) y el Instituto Nacional de Abuso de Drogas ( Concesión DA046345).