Nuevos hallazgos sobre interacción neuronal podrían servir para tratar la adicción
(26/01/2012) - E.P.
El descubrimiento es el resultado de una investigación de un año de duración con el fin de examinar un proceso cerebral conocido como error de predicción de recompensa
Científicos de Harvard han desarrollado la mayor descripción, hasta ahora, de cómo interactúan las neuronas en el cerebro para reforzar comportamientos que van, desde el aprendizaje, hasta el consumo de drogas. El hallazgo, publicado en la revista Nature, podría abrir la puerta a posibles avances en el tratamiento de la adicción.
La investigación, de un año de duración, y dirigida por el profesor de Biología Molecular y Celular, Naoshige Uchida, estudia el error de predicción de recompensa (EPR), descrito como componente clave del aprendizaje, se ha pensado durante mucho tiempo que el EPR es el producto de la activación de las neuronas dopaminérgicas en respuesta a una inesperada "recompensa", lo que reforzaría la conducta que llevó a dicha recompensa.
Sin embargo, Uchida y sus colaboradores de Harvard y del Beth Israel Deaconess Medical Center, creen que el error de predicción de recompensa es, en realidad, el producto de una compleja interacción entre dos tipos de neuronas, una que depende de la dopamina, y otra neurona inhibidora que utiliza el neurotransmisor GABA.
Hasta ahora, se desconocía cómo se involucran estas neuronas GABA en el ciclo de la recompensa y el castigo, explica Uchida, quien añade que lo que creemos que está sucediendo es que éstas inhiben a las neuronas de dopamina, por lo que ambas trabajan juntas en el cómputo de error de recompensa. Sin embargo, antes de que Uchida y su equipo probaran que las neuronas GABA están implicadas en dicho cómputo, tuvieron que asegurarse de qué tipo de células estaban observando.
El reto de estudiar las neuronas de dopamina o las neuronas GABA es que los dos tipos de células se entremezclan en un área relativamente pequeña del cerebro, por lo que es difícil para los investigadores saber con certeza qué tipo de neurona están observando. En el presente estudio, los investigadores desarrollaron una solución eficaz al problema, alterando genéticamente las neuronas en dos modelos experimentales, uno para las neuronas de dopamina, y el otro para las neuronas GABA, para que se activaran al ser alcanzadas por un pulso de luz láser. Una vez que los investigadores se aseguraron de estar midiendo el tipo correcto de neuronas, utilizaron electrodos para medir si las neuronas se activaban en respuesta a recompensas esperadas y a recompensas reales.
Los resultados, comenta Uchida, revelaron que cuando la activación de las neuronas dopaminérgicas señalaba el EPR, la activación de las neuronas GABA señalaba una recompensa esperada. En conjunto, las neuronas GABA ayudan a las neuronas de dopamina a calcular el error de predicción recompensa. Uchida apunta que el hallazgo es particularmente importante, puesto que abre el camino sobre cómo pueden ser reforzados los comportamientos, ya sea a través de la función normal del cerebro, o por daños en la forma en la que los dos tipos de neuronas interactúan.
Muchas drogas, como los opioides y los cannabinoides, se dirigen a las neuronas GABA, explica Uchida, así que los autores piensan que mediante la inhibición de las neuronas GABA, se puede eliminar este ciclo de retroalimentación, y seguir obteniendo señales de refuerzo de las neuronas de dopamina. En base a esta teoría, se podrían desarrollar nuevos tratamientos contra la adicción.
La investigación, de un año de duración, y dirigida por el profesor de Biología Molecular y Celular, Naoshige Uchida, estudia el error de predicción de recompensa (EPR), descrito como componente clave del aprendizaje, se ha pensado durante mucho tiempo que el EPR es el producto de la activación de las neuronas dopaminérgicas en respuesta a una inesperada "recompensa", lo que reforzaría la conducta que llevó a dicha recompensa.
Sin embargo, Uchida y sus colaboradores de Harvard y del Beth Israel Deaconess Medical Center, creen que el error de predicción de recompensa es, en realidad, el producto de una compleja interacción entre dos tipos de neuronas, una que depende de la dopamina, y otra neurona inhibidora que utiliza el neurotransmisor GABA.
Hasta ahora, se desconocía cómo se involucran estas neuronas GABA en el ciclo de la recompensa y el castigo, explica Uchida, quien añade que lo que creemos que está sucediendo es que éstas inhiben a las neuronas de dopamina, por lo que ambas trabajan juntas en el cómputo de error de recompensa. Sin embargo, antes de que Uchida y su equipo probaran que las neuronas GABA están implicadas en dicho cómputo, tuvieron que asegurarse de qué tipo de células estaban observando.
El reto de estudiar las neuronas de dopamina o las neuronas GABA es que los dos tipos de células se entremezclan en un área relativamente pequeña del cerebro, por lo que es difícil para los investigadores saber con certeza qué tipo de neurona están observando. En el presente estudio, los investigadores desarrollaron una solución eficaz al problema, alterando genéticamente las neuronas en dos modelos experimentales, uno para las neuronas de dopamina, y el otro para las neuronas GABA, para que se activaran al ser alcanzadas por un pulso de luz láser. Una vez que los investigadores se aseguraron de estar midiendo el tipo correcto de neuronas, utilizaron electrodos para medir si las neuronas se activaban en respuesta a recompensas esperadas y a recompensas reales.
Los resultados, comenta Uchida, revelaron que cuando la activación de las neuronas dopaminérgicas señalaba el EPR, la activación de las neuronas GABA señalaba una recompensa esperada. En conjunto, las neuronas GABA ayudan a las neuronas de dopamina a calcular el error de predicción recompensa. Uchida apunta que el hallazgo es particularmente importante, puesto que abre el camino sobre cómo pueden ser reforzados los comportamientos, ya sea a través de la función normal del cerebro, o por daños en la forma en la que los dos tipos de neuronas interactúan.
Muchas drogas, como los opioides y los cannabinoides, se dirigen a las neuronas GABA, explica Uchida, así que los autores piensan que mediante la inhibición de las neuronas GABA, se puede eliminar este ciclo de retroalimentación, y seguir obteniendo señales de refuerzo de las neuronas de dopamina. En base a esta teoría, se podrían desarrollar nuevos tratamientos contra la adicción.
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