"Una estructura bella y lobular", es cómo Krystal Parker describe el cerebelo, una región del cerebro ubicada en la base del cráneo, justo por encima de la columna vertebral. El cerebelo se asocia más comúnmente con el control del movimiento, pero funciona desde el laboratorio de Parkery otros están revelando gradualmente un papel mucho más complejo en la cognición que posiciona al cerebelo como un objetivo potencial para tratar enfermedades que afectan el pensamiento, la atención y la planificación, como la esquizofrenia.
Un nuevo estudio del laboratorio de Parker y el laboratorio de Nandakumar Narayanan en la Facultad de Medicina Carver de la Universidad de Iowa encuentra que estimular el cerebelo en ratas con problemas de pensamiento similares a la esquizofrenia normaliza la actividad cerebral en la corteza frontal y corrige la capacidad de las ratas paraestimar el paso del tiempo, un déficit cognitivo que es característico en personas con esquizofrenia.
"Las interacciones cerebelosas con la corteza frontal en los procesos cognitivos nunca se han mostrado antes en modelos animales", dice Parker, profesor asistente de psiquiatría de la UI y el primer empleado de la facultad del nuevo Instituto de Neurociencia de Iowa ". Además de mostrar que la señalviaja desde el cerebelo hasta la corteza frontal, el estudio también mostró que el comportamiento normal del tiempo fue rescatado cuando se restableció la señal "
El estudio de IU, que se publicó el 28 de marzo en línea en la revista Psiquiatría molecular , se suma a la evidencia acumulada, incluidos los estudios recientes en humanos de la Universidad de Harvard, que sugiere que la estimulación cerebelosa podría ayudar a mejorar los problemas cognitivos en pacientes con esquizofrenia.
La esquizofrenia es una enfermedad psiquiátrica grave y debilitante que interrumpe la capacidad de una persona para pensar y comprender el mundo que la rodea. Alrededor del 1 por ciento de la población está afectada por la esquizofrenia. No existe cura y pocas terapias mejoran de manera confiable los problemas cognitivos de la afección.
Sabiendo que es esencial para la función cognitiva, los investigadores registraron la actividad cerebral de la corteza frontal de nueve pacientes con esquizofrenia y nueve controles sanos mientras realizaban una tarea de tiempo en la que tenían que estimar el paso de 12 segundos.
"Creemos que el tiempo es una ventana a la función cognitiva", explica Parker. "Nos permite investigar procesos ejecutivos como la memoria de trabajo, la atención, la planificación; todas esas cosas son anormales en la esquizofrenia".
En comparación con las personas sanas, los pacientes con esquizofrenia se desempeñaron mal en la tarea de sincronización. También carecían de una explosión de baja frecuencia de actividad cerebral la onda cerebral delta que ocurre justo al comienzo del ensayo en sujetos sanos.
Para explorar los circuitos cerebrales involucrados en esta señal, y para evaluar el papel del cerebelo, el equipo recurrió a un modelo animal. En la esquizofrenia, la señalización de dopamina en la corteza frontal es anormal. Al bloquear la señalización de dopamina en la corteza frontal deratas, el equipo pudo reproducir los problemas de tiempo similares a la esquizofrenia en los animales.
Las grabaciones de la actividad neuronal en la corteza frontal de las ratas mostraron que, al igual que los humanos con esquizofrenia, estas ratas también carecían del estallido de baja frecuencia de la actividad cerebral onda delta durante la tarea de sincronización. El estudio también mostró que, en las ratas de control, la misma actividad de onda delta ocurrió en el cerebelo de la rata durante la tarea de sincronización y, curiosamente, la actividad cerebelosa precedió a la actividad en la corteza frontal.
"Creemos que el estallido de actividad de la onda delta actúa como una señal de" marcha "que desencadena que las neuronas individuales comiencen a aumentar su actividad para codificar el paso del tiempo", explica Parker. "Eso sucede tanto en la corteza frontal como en el cerebelo,pero existe una sincronía entre los dos y el cerebelo en realidad dirige la corteza frontal y proporciona la señal a la corteza frontal ".
Finalmente, el investigador utilizó la optogenética para estimular la región cerebelosa de las ratas a la frecuencia precisa de onda delta de 2 Hertz. Esta estimulación restableció la actividad normal de la onda delta en la corteza frontal de las ratas y normalizó el rendimiento de las ratas en la prueba de sincronización.
Los hallazgos explican cómo la estimulación cerebelosa podría tener un beneficio terapéutico en la esquizofrenia. Parker agrega que la investigación también puede inspirar nuevos tratamientos farmacológicos cerebelosos dirigidos para la esquizofrenia.
La estimulación cerebral no invasiva está actualmente aprobada como tratamiento para la depresión. Sin embargo, la estimulación cerebelosa sigue siendo un enfoque experimental y no está aprobada por la FDA como terapia. Los primeros estudios experimentales de Harvard en pacientes con esquizofrenia sugieren que la estimulación cerebelosa es segura y segura.parece mejorar algunas de las anormalidades cognitivas de los pacientes. Parker actualmente está realizando pruebas en humanos de estimulación cerebelosa no invasiva en la UI en colaboración con Aaron Boes, director del Programa de Estimulación Cerebral de Iowa. Están trabajando para comprender cómo la estimulación cerebelosa influye en la cogniciónfunción y actividad de la corteza frontal en pacientes con esquizofrenia.
Aunque el estudio actual se centró en la esquizofrenia, los problemas cognitivos similares junto con las anomalías cerebelosas también son una característica del autismo, la enfermedad de Parkinson, la adicción, el TOC, el trastorno bipolar y la depresión. Si la estimulación cerebelosa resulta útil para la esquizofrenia, también podría ser beneficiosapara algunos pacientes con estas otras condiciones
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Materiales proporcionados por Universidad de Iowa Health Care . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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