Noradrenalina, Acetilcolina y Aprendizaje Dinámico en Humanos Sanos

Antecedentes: investigaciones anteriores han demostrado que los estudiantes humanos pueden codificar las probabilidades de resultados positivos y negativos en paralelo, y ajustar su comportamiento de aprendizaje al contenido de información de los resultados positivos y negativos (Pulcu y Browning 2017). En las tareas de aprendizaje por refuerzo, la volatilidad (también conocida como incertidumbre inesperada que surge cuando el entorno cambia repentinamente) de los resultados influye directamente en qué tan informativos se perciben los resultados (Behrens, Woolrich et al. 2007). Estudios previos mostraron consistentemente que los participantes humanos usan una tasa de aprendizaje más alta mientras aprenden de resultados con alta volatilidad (Behrens, Woolrich et al. 2007, Browning, Behrens et al. 2015, Pulcu and Browning 2017). Otra fuente de incertidumbre es la incertidumbre esperada, que surge de la variación natural de los resultados (p. cambios diarios de temperatura). Se argumenta que diferentes fuentes de incertidumbre en el entorno están asociadas con la actividad de diferentes sistemas de neurotransmisores en el cerebro humano (Yu y Dayan, 2005) (Angela y Dayan 2005). Por ejemplo, se cree que la volatilidad del resultado (incertidumbre inesperada) está asociada con la actividad del sistema central de norepinefrina (NE), mientras que la variación del resultado (incertidumbre esperada) se ha relacionado con el sistema colinérgico (ACY).

Los estudios que utilizan pupilometría (una forma no invasiva de inferir la actividad central de la norepinefrina en el cerebro humano) mostraron que el tamaño de la pupila está asociado con la volatilidad de los resultados durante las tareas de aprendizaje por refuerzo (Browning, Behrens et al. 2015, Pulcu y Browning 2017). Sin embargo, el tamaño de la pupila también puede verse influido por la actividad de otros neurotransmisores, incluida la acetilcolina, lo que limita el grado en que estos resultados pueden atribuirse al sistema NE. Además, los estudios humanos anteriores han sido de naturaleza asociativa y, por lo tanto, aún no se ha probado el papel causal de los sistemas NE y ACY en el aprendizaje humano bajo incertidumbre. El estudio actual abordará esta brecha de conocimiento al investigar cómo la administración de una dosis única del inhibidor de la recaptación de norepinefrina reboxetina o el inhibidor de la colinesterasa rivastigmina influye en el comportamiento de elección y los correlatos pupilares del aprendizaje por refuerzo humano.

Estructura del estudio: Todos los participantes serán reclutados a través de la canalización de reclutamiento que se describe a continuación. El procedimiento de aleatorización utilizado tratará a los participantes como si se estuvieran realizando 2 estudios paralelos: un estudio de reboxetina frente a placebo y un estudio de rivastigmina frente a placebo. Los investigadores asignarán a los participantes al brazo de reboxetina o rivastigmina (los investigadores de NB no estarán ciegos a esta asignación, aunque los participantes sí lo estarán). Ambos estudios asignarán al azar a los participantes en una proporción de 1:1, estratificados por sexo, al fármaco activo o al placebo (NB, tanto los investigadores como los participantes permanecerán ciegos a esta asignación). Esto dará como resultado un tamaño de grupo general para los grupos de reboxetina:rivastigmina:placebo de 30:30:60 (los participantes asignados al azar a placebo se asociarán específicamente con el grupo de reboxetina o rivastigmina). La justificación de este enfoque es que, si bien los procedimientos del estudio son idénticos para todos los participantes, los investigadores abordan 2 preguntas separadas en este estudio (el efecto de la manipulación de NE y el efecto de la manipulación de ACY en el aprendizaje) que se evalúan de manera más directa utilizando dos, comparaciones independientes controladas con placebo en lugar de un estudio más grande de tres grupos.