Un nuevo estudio del MIT encuentra que las emociones positivas y negativas están controladas por dos poblaciones de neuronas que están genéticamente programadas para codificar recuerdos de eventos temerosos o placenteros. Crédito: Jose-Luis Olivares / MIT
Nuestro estado emocional se rige en parte por una pequeña estructura cerebral conocida como la 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 encontró que estas emociones están controladas por dos poblaciones de neuronas que están genéticamente programadas para codificar recuerdos de eventos temerosos o placenteros. Además, estos conjuntos de células se inhiben entre sí, lo que sugiere que un desequilibrio entre estas poblaciones puede ser responsable de trastornos como la depresión y el trastorno de estrés postraumático .
«Las células de memoria positiva identificadas por los marcadores genéticos, que contrarrestan las células de memoria negativas, prometen una oportunidad para identificar objetivos moleculares efectivos para el tratamiento de trastornos emocionales como la depresión y el TEPT», dice Susumu Tonegawa, profesor y director de Biología y Neurociencia de Picower. del Centro RIKEN-MIT para Genética de Circuitos Neurales en el 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 Nature Neuroscience . Joshua Kim, un estudiante graduado del MIT, es el autor principal del artículo.
Poblaciones distintas
En 2014, el laboratorio de Tonegawa identificó un circuito cerebral que vincula los recuerdos con las emociones positivas o negativas. Este circuito conecta neuronas en el hipocampo, que recuerdan el contexto de la memoria (lo que sucedió y dónde sucedió), con neuronas en 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 lograr eso, activaron artificialmente las células del hipocampo que habían estado almacenando una memoria negativa, mientras que el ratón estaba experimentando una experiencia más feliz.
Esto debilitó la asociación de miedo de la memoria original y la reemplazó con una sensación más positiva, como lo indica la preferencia del mouse por una determinada ubicación en su contenedor.
Sin embargo, la misma estrategia no tuvo efecto sobre las neuronas del BLA, lo que sugiere que esas neuronas están comprometidas de antemano a codificar el miedo o los sentimientos de recompensa. «Parecen fijos en términos de los comportamientos que pueden conducir», dice Kim.
En el nuevo estudio, el laboratorio de Tonegawa se propuso identificar diferencias genéticas que podrían usarse para distinguir las poblaciones sensibles al miedo y a la recompensa. Después de analizar todos los genes activados en las células BLA, se les ocurrió 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 bien conocido cuyo producto está involucrado en la señalización de dopamina, que es necesaria para la sensación de placer. Se desconoce la función del gen asociado con las neuronas del miedo, rspo2.
«No sabemos qué están haciendo exactamente», dice Kim. «Teóricamente debería haber una conexión entre el gen y la función celular, pero no necesariamente tenemos que entender lo que hacen los genes. Solo los estamos usando para discriminar a las dos poblaciones».
Anatómicamente, el BLA se divide en dos secciones conocidas como posterior y anterior. Resultó que los marcadores que los investigadores identificaron se mapean directamente en estas dos poblaciones: la región anterior consiste en células que codifican miedo y expresan rspo y la región posterior contiene células que codifican recompensas que expresan ppp1r1b.
Sentirse fuera de balance
Luego, los investigadores utilizaron la optogenética, una técnica que les permite inhibir selectivamente las neuronas con luz, para confirmar el papel de las dos 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 en las neuronas de recompensa, se suprimía la actividad en 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 una oscilación entre lo positivo y lo negativo», dice Kim. «Es altamente 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 de miedo sobreexcitables o las neuronas de recompensa menos excitables puedan provocar sentimientos de miedo o ansiedad anormalmente fuertes, como los que experimentan las personas que sufren de trastorno de estrés postraumático.
Los investigadores también exploraron los objetivos del BLA, que envía mensajes a otras partes del cerebro para estimular respuestas conductuales a eventos temerosos o placenteros. Descubrieron que las neuronas del miedo se proyectan en una parte del cerebro llamada núcleo accumbens, mientras que las neuronas de recompensa se proyectan tanto en el núcleo accumbens como en otra parte de la amígdala, conocida como la amígdala central. El laboratorio de Tonegawa ahora está investigando estos circuitos con más detalle.
«Estos resultados representan un avance importante en nuestra comprensión de cómo se procesan las emociones dentro del cerebro y cómo se resuelve el equilibrio entre las respuestas emocionales positivas y negativas», dice Joshua Johansen, miembro de la facultad del Instituto de Ciencias del Cerebro RIKEN.
«La identificación de marcadores moleculares para las diferentes poblaciones de células de amígdala permite, por primera vez, el acceso genético dirigido a estas redes emocionales opuestas, abriendo la puerta a muchos estudios futuros de la función emocional y la disfunción», dice Johansen, quien no formó parte de El equipo de investigación.
fuente ; https://medicalxpress.com/