Corteza Prefrontal, Ganglios Basales y Conducta Dirigida a Metas

12 JUL 10 | Simposio de Neurociencias INECO
Corteza Prefrontal, Ganglios Basales y Conducta Dirigida a Metas
Implicancias para los trastornos neuropsiquiátricos. La conferencia del Dr. Patrico O`Donell en el Simposio INECO.

Corteza Prefrontal, Ganglios Basales y Conducta Dirigida a Metas
Implicancias para los trastornos Neuropsiquiátricos



Desgrabación de la conferencia del Dr. Patricio O`Donell:

Diapositiva 1

Hoy hablaré de lo que estuvimos haciendo en el laboratorio en los últimos años en cuanto a la corteza prefrontal en adolescentes y adultos y cómo se hace la modulación de la actividad en nuestra corteza en estos tiempos tan críticos.

En cuanto a la corteza prefrontal, los ganglios basales, estructuras muy importantes para la toma de decisiones. Y se trata entonces de dos ilustraciones de libros de textos en neurobiología en donde podemos ver como diferentes partes de la corteza pre-frontal, la dorso-lateral, la singulada, la orbital, cómo funcionan en base a estos bucles que están interconectados e involucran las proyecciones a los ganglios basales.
El globo pálido, el segmento interno, la sustancia negra, y cómo está trabajando en el hipocampo la amígdala cerebral, el estriado ventral cuando hablamos de los ganglios basales.

Toda esta información es de crítica importancia para los lóbulos frontales para que ellos puedan trabajar y poder determinar si el animal o la persona decide ir a la derecha, izquierda, detenerse o tomar cualquier decisión que toma un adulto en un momento dado.

Diapositiva 2

Todas estas áreas están inervadas densamente por fibras que liberan dopamina y esas proyecciones vienen de pequeños núcleos en el tronco encefálico.

Estas células proveen esta proyección liberadora de dopamina a la corteza pre-frontal y a los ganglios basales. Voy a abordar cómo la Dopamina modula las funciones de los circuitos locales dentro de la corteza prefrontal y cómo esa modulación cambia luego durante la adolescencia.

Diapositiva 3

Hablando ahora de estos circuitos dentro de la corteza prefrontal vemos una ilustración donde vemos los actores principales. Este tipo que vemos aquí son las neuronas (ver diapositiva) 97% de las células de la corteza que envían sus proyecciones hacia abajo. Ese es el output, pase lo que pase con ellas es lo que hará que la corteza actúe acorde. Pero están moduladas por otro tipo de células, neuronas, que proyectan a la célula piramidal, que están en la corteza, interneuronas, la mayoría de ellas inhibidoras, liberadoras de GABA, neurotransmisor y la conectividad es crítica para hacer que estas células se disparen o no. En otras palabras, la forma en que la corteza pre-frontal funciona queda determinada por el balance o equilibrio entre la actividad de excitación en las células piramidales y las condiciones de inhibición de los neurotransmisores GABA.

Cuando queremos que se active la corteza se disparan las piramidales y otras no, con lo cual se suprime o inhibe lo que creemos que no es relevante para esa conducta en particular.

Nos interesan estos circuitos desde que vimos todos los datos disponibles desde la década del 80 donde se abonaban que las interneuronas GABAs están afectadas en las personas que padecen de esquizofrenia. Son estudios post mortem, después de la autopsia.

Varios grupos demostraron que los marcadores en los cerebros con pacientes esquizofrénicos indicaban que había una pérdida de función en las neuronas inhibidoras. Es decir en la corteza prefrontal

Diapositiva 4

Estos pacientes habían perdido la habilidad para que estas neuronas pusieran un freno a las piramidales. Son los dos puntos principales de mi charla.
La forma en que la dopamina moviliza los circuitos cambia en la adolescencia. Al llegar a la adolescencia verán que yo voy a compartir datos con ustedes en base a modelos animales en materia de esquizofrenia donde la maduración no ocurre.

Diapositiva 5

Hablé de adolescentes y datos y ahora les voy a presentar un trabajo con roedores pero hay una conexión, algo tiene que ver.

Aquí hay una ilustración de Sue Anderson. Nos muestra como nosotros podemos ver el equivalente de la vida de una rata en comparación con el ser humano.

Y en esencia, la rata llega a la pubertad al final del primer mes de vida y en el segundo mes tienen una serie de comportamientos siendo sexualmente activos, más impulsivos, toman riesgos y después, cuando ya entran en el tercer mes, ya en adultez, va decreciendo.

Ahora, durante esta época cuando los animales se definen como adolescentes, la conectividad en el cerebro todavía sigue cambiando, existen sinapsis que se realizan y que se interrumpen.

Diapositiva 6

En esta ilustración vemos la corteza de un mono, un primate. Ahí vemos en gris el período adolescente en el primate con una serie de marcadores que tienen que ver con los GABA, justamente las neuronas inhibidoras locales y en algunos de ellos ejemplos de las terminales en las células, crecen en la adolescencia y después van cayendo con lo cual hay una posibilidad de ver cómo funciona el circuito durante el período evolutivo.

Diapositiva 7

No se trata solo de GABA, de Dopamina sino también de cambios espectaculares durante esta época. Aquí vemos las fibras que contienen dopamina en la corteza pre-frontal en monos jóvenes y adolescentes y también en adultos. Como ven hay un pico en la adolescencia y luego se van recortando en la transición hacia la adultez. La conectividad de GABA y muchos otros marcadores para la sinapsis cambian drásticamente durante esta época.

Diapositiva 8

Lo que sí quiero comentarles es que hicimos varios experimentos donde tratamos de someter a prueba e investigar si la función de estos circuitos también cambiaba en la adolescencia, particularmente estábamos interesados en cómo la dopamina modulaba excitación e inhibición. Y cuando hablo de Dopamina le tengo que decir lo que yo pienso acerca de cómo funciona el cerebro. Bueno, se libera cuando un animal o una persona enfrenta una recompensa, un estímulo, algo a lo que uno presta atención, se libera masivamente la dopamina y tiene que ver con esto de la recompensa, el premio, los mecanismos de aprendizaje, en fin después voy a seguir abordando este tema.

¿Y cómo lo hace? Esencialmente la gente ve que la Dopamina es una señal o un producto de saliencia. Jeremy Simons hizo esta ilustración donde uno ve que cuando descansa la corteza (cada píxel acá) representa la actividad de una célula piramidal. Cuando está baja la Dopamina algunas están más activas que otras pero no hay mayor información significativa. El animal todavía está despierto pero está medio ahí, dormitando, no está con todas las luces prendidas.

Pero la activación de las proyecciones de la dopamina se dan cuando hay una liberación masiva de la misma y con ello se potencia la actividad de los nervios que han sido activados por la información sensorial que está asociada, algo bueno que está pasando afuera.

Esto se ve acá con claridad, hay mucha activación de las neuronas, reforzada por la Dopamina. La dopamina está potenciando esa señal en el circuito cortical. Esa señal de saliencia que es información relacionada con recompensa, con algo agradable.



Dr. Patricio O`Donell, Biografía: Estudió medicina en la Universidad de Buenos Aires. Fue Residente del Hospital Italiano de Buenos Aires. Desarrolló actividad docente en el Depto. de Fisiología de la UBA , en la Universidad de Pittsburgh y en el Albany Medical College (USA), donde aún es profesor. Fue investigador del CONICET. Recibió numerosos premios por sus trabajos de investigación en el campo de las neurociencias. Actualmente desempeña sus funciones en el Department of Anatomy & Neurobiology, University of Maryland School of Medicine, USA.

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http://www.intramed.net/userfiles/2010/file/Maria/conf8x.pdf