Nuestro estado emocional está controlado en parte por una pequeña estructura cerebral conocida como amígdala, que se encarga de procesar las emociones positivas, como la felicidad, y las negativas, como el miedo y la ansiedad.
Un nuevo estudio del MIT revela que estas emociones están controladas por dos poblaciones de neuronas que están genéticamente programadas para codificar recuerdos de acontecimientos temibles o placenteros. Además, estos conjuntos de células se inhiben mutuamente, lo que sugiere que un desequilibrio entre estas poblaciones podría ser responsable de trastornos como la depresión y el trastorno de estrés postraumático, lo que pone de relieve el papel de los marcadores genéticos en las emociones.
“Las células de memoria positiva identificadas por los marcadores genéticos, que contrarrestan a las células de memoria negativa, ofrecen la oportunidad de identificar objetivos moleculares eficaces para el tratamiento de trastornos emocionales como la depresión y el trastorno de estrés postraumático”, afirma Susumu Tonegawa, profesor Picower de Biología y Neurociencia y director del Centro RIKEN-MIT de Genética de Circuitos Neuronales del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria.
Tonegawa es el autor principal del estudio, que aparece en la edición del 17 de octubre de Neurociencia de la naturaleza. Joshua Kim, estudiante de posgrado del MIT, es el autor principal del artículo.
Poblaciones diferenciadas
En 2014, el laboratorio de Tonegawa identificó un circuito cerebral que vincula los recuerdos con emociones positivas o negativas. Este circuito conecta las neuronas del hipocampo, que recuerdan el contexto del recuerdo (qué sucedió y dónde sucedió), con las neuronas de la amígdala basolateral (BLA), que almacena la asociación emocional del evento.
En ese estudio, los investigadores también demostraron que podían revertir las asociaciones emocionales de un recuerdo en ratones. Para lograrlo, activaron artificialmente las células del hipocampo que habían almacenado un recuerdo negativo, mientras el ratón vivía una experiencia más feliz. Esto debilitó la asociación de miedo del recuerdo original y la sustituyó por un sentimiento más positivo, como lo indicaba la preferencia del ratón por un lugar determinado de su jaula, lo que demostraba el impacto de los marcadores genéticos en las emociones.
Sin embargo, la misma estrategia no tuvo ningún efecto en las neuronas del BLA, lo que sugiere que esas neuronas están predestinadas a codificar el miedo o los sentimientos de recompensa. “Parecen fijas en cuanto a los comportamientos que pueden impulsar”, afirma Kim.
En el nuevo estudio, el laboratorio de Tonegawa se propuso identificar las diferencias genéticas que podrían utilizarse para distinguir entre las poblaciones que responden al miedo y las que responden a la recompensa. Tras analizar todos los genes activados en las células BLA, descubrieron un gen que se encuentra en las células BLA que codifican los recuerdos positivos, pero no en las células que codifican los recuerdos negativos. También encontraron otro que marca exclusivamente a la población negativa.
El gen asociado con las neuronas de recompensa, conocido como ppp1r1b, es un gen muy conocido cuyo producto interviene en la señalización de la dopamina, necesaria para las sensaciones de placer. Se desconoce la función del gen asociado con las neuronas del miedo, rspo2.
“No sabemos exactamente qué hacen”, dijo Kim. “En teoría, debería existir una conexión entre el gen y la función celular, pero no es necesario que entendamos qué hacen los genes. Solo los estamos utilizando para discriminar entre las dos poblaciones”.”
Anatómicamente, la BLA se divide en dos secciones conocidas como posterior y anterior. Resultó que los marcadores identificados por los investigadores se corresponden directamente con estas dos poblaciones: la región anterior está formada por células que expresan rSPO y codifican el miedo, y la región posterior contiene células que expresan ppp1r1b y codifican la recompensa.
Sentirse desequilibrado
A continuación, los investigadores utilizaron la optogenética, una técnica que les permite inhibir selectivamente las neuronas con luz, para confirmar el papel de ambas poblaciones en la formación de la memoria. Descubrieron que, cuando se inhibían las neuronas rspo2, los ratones no podían formar recuerdos temerosos, y cuando se inhibían las neuronas ppp1r1b, no podían formar recuerdos positivos.
Los investigadores también descubrieron que cada población de neuronas puede inhibir a la otra: cuando estimulaban la actividad de las neuronas de recompensa, se suprimía la actividad de las neuronas del miedo, y viceversa. Esto sugiere que el cerebro equilibra constantemente la actividad entre estas dos poblaciones de neuronas.
“En última instancia, lo que tenemos es un vaivén entre lo positivo y lo negativo”, dijo Kim. “Es muy especulativo, pero los síntomas de ansiedad y depresión pueden ser el resultado de un desequilibrio entre estas dos poblaciones”.”
Por ejemplo, es posible que las neuronas del miedo sobreexcitables o las neuronas de recompensa menos excitables puedan provocar sentimientos anormalmente intensos de miedo o ansiedad, como los que experimentan las personas que padecen trastorno de estrés postraumático.
Los investigadores también exploraron los objetivos de la BLA, que envía mensajes a otras partes del cerebro para estimular respuestas conductuales ante eventos temibles o placenteros. Descubrieron que las neuronas del miedo se proyectan hacia una parte del cerebro llamada núcleo accumbens, mientras que las neuronas de recompensa se proyectan tanto hacia el núcleo accumbens como hacia otra parte de la amígdala, conocida como amígdala central, lo que arroja luz sobre el papel de los marcadores genéticos de las emociones en los circuitos neuronales. El laboratorio de Tonegawa está investigando ahora estos circuitos con más detalle.
“Estos resultados representan un gran avance en nuestra comprensión de cómo se procesan las emociones en el cerebro y cómo se resuelve el equilibrio entre las respuestas emocionales positivas y negativas”, afirmó Joshua Johansen, miembro del cuerpo docente del Instituto de Ciencias Cerebrales RIKEN.
“La identificación de marcadores moleculares para las diferentes poblaciones celulares de la amígdala permite, por primera vez, un acceso genético específico a estas redes emocionales opuestas, lo que abre la puerta a muchos estudios futuros sobre la función y la disfunción emocional”, afirma Johansen, que no formó parte del equipo de investigación.
La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud, el Instituto de Ciencias Cerebrales RIKEN, el Instituto Médico Howard Hughes y la Fundación JPB.
Fuente: http://www.biosciencetechnology.com/news/2016/10/neuroscientists-identify-two-neuron-populations-encode-happy-or-fearful-memories
Fecha: 18/10/2016