El antiguo impulso de procrear es necesario para la supervivencia y debe estar conectado a nuestros cerebros. Ahora los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte han descubierto una pista importante sobre las neuronas involucradas en ese cableado.
Utilizando técnicas avanzadas de imágenes de cerebro profundo y optogenética, los científicos de UNC descubrieron que un pequeño grupo de neuronas sensibles a las hormonas sexuales en el hipotálamo del ratón están especializadas para inducir a los ratones a "notar" el sexo opuesto y desencadenar la atracción.
Este estudio, dirigido por Garret D. Stuber, PhD, profesor asociado de psiquiatría y biología celular y fisiología, y Jenna A. McHenry, PhD, asociada de investigación postdoctoral en el laboratorio de Stuber, identificó un circuito sensible al cerebro en el cerebro quecontrola la motivación social en ratones hembra.
"Estas neuronas esencialmente toman señales sensoriales y hormonales y las traducen en un comportamiento social motivado", dijo Stuber, quien también es miembro del Centro de Neurociencia de la UNC.
Los resultados, reportados en Neurociencia de la naturaleza , ilumina las raíces neurales del comportamiento social del sexo opuesto en los mamíferos, y también puede ser relevante para ciertas enfermedades psiquiátricas.
"Estos circuitos neuronales que unen el procesamiento social y de recompensa también deberían proporcionar información importante para los trastornos que deterioran la motivación social", dijo McHenry, el primer autor del artículo.
En el estudio, Stuber y sus colegas examinaron el área preóptica medial mPOA del cerebro. Este grupo de neuronas se encuentra dentro del hipotálamo, una estructura evolutivamente antigua en el centro inferior del cerebro. La investigación previa mostró que el mPOA esimportante para el comportamiento social y reproductivo en todas las especies de vertebrados estudiadas, desde peces hasta humanos, pero no ha quedado claro si esta área impulsa la motivación social a través de conexiones de circuito con sistemas de recompensa en el cerebro.
Los investigadores se centraron en una de las principales conexiones del mPOA, a través de la cual envía señales neuronales a otra estructura cerebral llamada área tegmental ventral VTA, conocida por ser un poderoso contribuyente en el comportamiento motivador y la liberación del neurotransmisor dopamina.
Los investigadores inyectaron los VTA de ratones hembras con moléculas especiales de baliza fluorescente que, como algunos virus, tienden a moverse "aguas arriba" a lo largo de las conexiones nerviosas. Cuando estas pequeñas balizas llegaron al mPOA, terminaron destacando las neuronas que proyectan VTA que expresan ungen llamado neurotensina.Los análisis de estas neuronas que proyectan VTA mostraron que la mayoría de ellas también expresan receptores de estrógenos y, por lo tanto, es probable que sean sensibles a aumentos y caídas de hormonas ováricas en el ciclo de fertilidad del ratón, también conocido como ciclo de celo.
Los investigadores luego estudiaron este conjunto específico de neuronas mPOA en ratones vivos, lo cual fue un desafío considerable. Las técnicas de microscopía que permiten obtener imágenes de células cerebrales en ratones despiertos generalmente no pueden visualizar nada más profundo que una fracción de milímetro debajo del cerebrosuperficie, mientras que el mPOA tiene una profundidad de varios milímetros. Para solucionar este problema, el equipo de Stuber utilizó diminutos lentes tubulares conectados desde su microscopio, en efecto, al mPOA. Con una técnica conocida como imágenes de calcio de dos fotones, los científicos pudieronpara visualizar la actividad de las neuronas mPOA en ratones hembra despiertos que se comportan. Para mejorar la precisión de la técnica, los investigadores utilizaron ratones que habían sido diseñados genéticamente para que solo se pudieran obtener imágenes de sus neuronas de neurotensina mPOA.
"Con nuestra configuración, podríamos obtener imágenes de los ratones un par de veces a la semana y cada vez encontrar las mismas células de las que registramos previamente la actividad cerebral", dijo Stuber.
El equipo descubrió que cuando los ratones hembra estaban expuestos al olor de la orina del ratón macho, pero no al olor de la orina del ratón hembra u otros olores atractivos, como la comida apetitosa, un gran subconjunto de las neuronas de neurotensina mPOA se excitabaLos investigadores también encontraron que estas neuronas respondían de manera más robusta a la orina de ratones machos cuando las hembras tenían altos niveles circulantes de estrógeno o una combinación de estrógeno / progesterona, que aumenta antes de que los ratones se vuelvan fértiles.
"Esto sugiere que ciertas neuronas en el cerebro pueden estar especializadas para preferir las recompensas sociales a las no sociales, y que el procesamiento de las señales sociales es sensible a las hormonas circulantes", dijo McHenry.
Utilizando la optogenética, los científicos estimularon artificialmente la actividad de las neuronas de neurotensina mPOA usando luz. Observaron que esta estimulación desencadenó la liberación del neurotransmisor VTA dopamina en una estructura clave relacionada con la motivación aguas abajo del VTA. Tanto ratones machos como hembrasLas neuronas de neurotensina mPOA impulsadas artificialmente de esta manera mostraron una preferencia en las pruebas estándar para acercarse a ratones del sexo opuesto.
"En general, los datos sugieren que estas neuronas mPOA ayudan a atraer la atracción social hacia una posible pareja", dijo Stuber.
El equipo de Stuber planea hacer un seguimiento mediante la aplicación de métodos similares de imagen y optogenética al funcionamiento de las neuronas VTA aguas abajo del mPOA.
Además de su impacto básico en neurociencia, la investigación tiene implicaciones para la ansiedad, la depresión y los trastornos relacionados, que pueden desencadenarse o empeorar en algunas mujeres por cambios en los niveles hormonales.
"Si bien los cambios en la motivación relacionados con las hormonas son importantes para el apareamiento o el comportamiento materno en ratones hembra, algunos cambios hormonales atípicos en las mujeres parecen ser la base de los trastornos del estado de ánimo reproductivo, como la depresión posparto", dijo McHenry, quien también es miembro del programaBeca de formación posdoctoral sobre trastornos del estado de ánimo reproductivo en la UNC.
Stuber agregó: "El estudio de los circuitos sensibles a las hormonas que controlan los estados motivacionales puede revelar nuevos objetivos farmacológicos para estos trastornos del estado de ánimo".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Cuidado de la salud de la Universidad de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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