Sábado, 25 Marzo, 2017

Investigadores logran controlar un circuito cerebral en ratones que altera el estado de ánimo

El circuito que el equipo identificó y alteró es una conexión que la corteza prefrontal utiliza para marcar el ritmo al sistema límbico, que regula las emociones y los impulsos básicos

El experimento en ratones ha sido un éxito | Foto: E.P.
E.P.


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Mediante la combinación de electrodos superfinos y pequeñas cantidades de un fármaco muy específico, investigadores de la Universidad de Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, han señalado un circuito en cerebros de ratón y controlado para elevar o disminuir el estado de ánimo del animal.

Animales susceptibles al estrés que se comportaban como si tuvieran depresión o ansiedad fueron llevados a un comportamiento relativamente normal mediante el ajuste de este sistema, según los resultados del estudio que se revelarán en la edición del 20 de julio de ‘Neuron’.

“Si ‘se sube el volumen’ en los animales que no habían experimentado estrés, primero estarán normales y luego tendrán un problema -explica el investigador principal Kafui Dzirasa, profesor asistente de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento y Neurobiología de Duke–. Sin embargo, en los animales que habían experimentado estrés y no están bien, hubo que subir su volumen hasta que volvieron a la normalidad. Parecía que el estrés habían bajado el volumen”.

El circuito que el equipo identificó y alteró es una conexión que la corteza prefrontal utiliza para marcar el ritmo al sistema límbico, que regula las emociones y los impulsos básicos. Para regular el humor, la corteza prefrontal actúa como un marcapasos que coordina las acciones de la amígdala, que controla las respuestas de estrés, y el área tegmental ventral, que desempeña un papel en el circuito de recompensa del cerebro.

“Estos circuitos subcorticales son los principales reguladores de nuestra vida emocional”, afirma Helen Mayberg, profesora de Psiquiatría, Neurología y Radiología en la Universidad de Emory, que no participó en esta investigación. “Lo bueno de este trabajo es que utiliza diferentes enfoques para ver un circuito que es relevante para una gran cantidad de trastornos”, añade Mayberg, que ha sido pionera en la estimulación cerebral profunda de sitios muy específicos en la corteza prefrontal humana para tratar trastornos del estado de ánimo.

EL RESULTADO DE UNA COMBINACIÓN DE ELECTRÓNICA Y FÁRMACOS

La imagen que surge de este estudio y otros es un cerebro integrado de circuitos de múltiples partes que responden de manera concertada y se regulan entre sí. La especificidad en la comprensión de estos circuitos va a ser clave para resolver trastornos diferentes, según Dzirasa. “La corteza prefrontal no es sólo una masa de células –subraya Mayberg–. Estos resultados dan una idea de a qué área van las células y permiten a los investigadores ver una especie de coreografía de sus acciones”.

El equipo comenzó colocando con precisión 32 electrodos en cuatro áreas del cerebro de los ratones y luego registró la actividad cerebral a medida que estos ratones se sometieron a una situación estresante llamada derrota social crónica. Esto les permitió ver la actividad entre la corteza prefrontal y tres áreas del sistema límbico que están implicadas en la depresión mayor.

Para interpretar los complicados datos procedentes de los electrodos, los neurólogos acudieron a sus colegas de Duke David Dunson, de Ciencia Estadística, y Lawrence Carin, de Ingeniería Eléctrica, especializados en el análisis estadístico de datos ruidosos para encontrar patrones importantes. Mediante el uso de algoritmos de aprendizaje automático, identificaron qué partes de los datos parecían ser la señal de control del ritmo entre la corteza prefrontal y la amígdala y se centraron en las neuronas individuales que participan en ese circuito.

Entonces, Hultman se centró en moléculas modificadas llamadas DREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drug) desarrolladas por el farmacólogo Bryan Roth, de la Universidad de Carolina del Norte, en Chapel Hill, en Estados Unidos. Estas moléculas son receptores de señal muy específicos que pueden incorporarse en los puntos de control del circuito neural en muy pequeñas cantidades (0,5 microlitros). A continuación, se administra fármaco que se une sólo a ese DREADD para dar a los investigadores control sobre el circuito.

Esta nueva combinación de electrónica y medicamentos para intervenir en un circuito cerebral individual podría emplearse para crear modelos de ratón de otros trastornos del estado de ánimo para otros análisis, según Dzirasa. Pero Mayberg advierte que un cerebro de ratón no es un cerebro humano y para evaluar cualquier cosa como “estado de ánimo” en un ratón, sólo se puede inferir de sus comportamientos. “Es difícil de hacer, incluso en un ser humano”, señala.

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