Algunas enfermedades mentales pueden deberse, en parte, a la incapacidad del cerebro para asignar correctamente las asociaciones emocionales a los eventos. Por ejemplo, las personas deprimidas a menudo no se sienten felices incluso cuando experimentan algo que normalmente disfrutan.
Un nuevo estudio del MIT revela cómo dos poblaciones de neuronas en el cerebro contribuyen a este proceso. Los investigadores descubrieron que estas neuronas, ubicadas en una región del tamaño de una almendra conocida como la amígdala, forman canales paralelos que transportan información sobre lo placentero o lo desagradableeventos.
Aprender más acerca de cómo se enruta y desvía esta información podría arrojar luz sobre enfermedades mentales como la depresión, la adicción, la ansiedad y el trastorno de estrés postraumático, dice Kay Tye, profesora asistente de desarrollo profesional Whitehead de Ciencias del cerebro y cognitivas y miembro del MIT'sInstituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria.
"Creo que este proyecto realmente atraviesa categorizaciones específicas de enfermedades y podría ser aplicable a casi cualquier enfermedad mental", dice Tye, el autor principal del estudio, que aparece en la edición en línea del 31 de marzo de neurona .
Los autores principales del artículo son Anna Beyeler y la estudiante de posgrado Praneeth Namburi.
Circuitos emocionales
En un estudio anterior, el laboratorio de Tye identificó dos poblaciones de neuronas involucradas en el procesamiento de emociones positivas y negativas. Una de estas poblaciones transmite información al núcleo accumbens, que desempeña un papel en el aprendizaje para buscar experiencias gratificantes, mientras que el otro envía información ala amígdala centromedial.
En el nuevo estudio, los investigadores querían averiguar qué hacen realmente esas neuronas cuando un animal reacciona a un estímulo aterrador o placentero. Para hacer eso, primero etiquetaron a cada población con una proteína sensible a la luz llamada canalrodopsina. En tres gruposde ratones, etiquetaron las células que se proyectaban hacia el núcleo accumbens, la amígdala centromedial y una tercera población que se conecta con el hipocampo ventral. El laboratorio de Tye ha demostrado previamente que la conexión con el hipocampo ventral está involucrada en la ansiedad.
Etiquetar las neuronas es necesario porque las poblaciones que se proyectan a diferentes objetivos son de otra manera indistinguibles. "Hasta donde podemos decir, están muy entremezcladas", dice Tye. "A diferencia de otras regiones del cerebro, no hay separación topográficasegún a dónde vayan "
Después de etiquetar cada población celular, los investigadores entrenaron a los ratones para discriminar entre dos sonidos diferentes, uno asociado con una recompensa agua azucarada y el otro asociado con un sabor amargo quinina. Luego registraron la actividad eléctrica de cada grupo deneuronas cuando los ratones encontraron los dos estímulos. Esta técnica permite a los científicos comparar la anatomía del cerebro qué neuronas están conectadas entre sí y su fisiología cómo esas neuronas responden al aporte ambiental.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que las neuronas dentro de cada subpoblación no respondían de la misma manera. Algunas respondieron a una señal y otras respondieron a la otra, y algunas respondieron a ambas. Algunas neuronas fueron excitadas por la señal mientras que otras fueron inhibidas.
"Las neuronas dentro de cada proyección son muy heterogéneas. No todas hacen lo mismo", dice Tye.
Sin embargo, a pesar de estas diferencias, los investigadores encontraron patrones generales para cada población. Entre las neuronas que se proyectan hacia el núcleo accumbens, la mayoría estaban entusiasmadas por el estímulo gratificante y no respondieron al aversivo. Entre las neuronas que se proyectan hacia elamígdala central, la mayoría estaba emocionada por la señal aversiva pero no por la señal gratificante. Entre las neuronas que se proyectan al hipocampo ventral, las neuronas parecían estar más equilibradas entre responder a las señales positivas y negativas.
"Esto es consistente con el artículo anterior, pero agregamos la dinámica neuronal real de los disparos y la heterogeneidad que fue enmascarada por el enfoque anterior de la manipulación optogenética", dice Tye. "Lo que falta de esa historia es qué son estoslas neuronas en realidad, en tiempo real, cuando el animal recibe estímulos "
Profundizando
Los hallazgos sugieren que para comprender completamente cómo el cerebro procesa las emociones, los neurocientíficos tendrán que profundizar en poblaciones más específicas, dice Tye.
"Hace cinco o 10 años, todo se trataba de regiones cerebrales específicas. Y luego, en los últimos cuatro o cinco años, se ha centrado más en proyecciones específicas. Y ahora, este estudio presenta una ventana a la próxima era, cuando incluso específicalas proyecciones no son lo suficientemente específicas. Todavía hay heterogeneidad incluso cuando se subdivide a este nivel ", dice." Todavía tenemos un largo camino por recorrer en términos de apreciar todas las complejidades del cerebro ".
Otra pregunta que aún queda es por qué estas diferentes poblaciones están entremezcladas en la amígdala. Una hipótesis es que las células que responden a diferentes entradas deben poder interactuar rápidamente entre sí, coordinando las respuestas a una señal urgente, como una alerta queel peligro está presente ". Estamos explorando las interacciones entre estas diferentes proyecciones, y creemos que podría ser la clave de cómo seleccionamos tan rápidamente una acción apropiada cuando se nos presenta un estímulo", dice Tye.
A largo plazo, los investigadores esperan que su trabajo conduzca a nuevas terapias para enfermedades mentales. "El primer paso es definir los circuitos y luego tratar de entrar en modelos animales de estas patologías y ver cómo estos circuitos funcionan de manera diferente.Entonces podemos intentar desarrollar estrategias para restaurarlos y tratar de traducir eso a pacientes humanos ", dice Beyeler, quien pronto comenzará su propio laboratorio en la Universidad de Lausana para seguir esta línea de investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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