La amígdala y su importancia en el mecanismo de pre-atención del cerebro

Amígdala cerebral. / Médico Plus.
Amígdala cerebral. / Médico Plus.
Investigadores descubrieron que la amígdala juega un papel importante en el mecanismo de pre-atención del cerebro, lo que conduce a una mejor comprensión y tratamiento de la esquizofrenia. 
La amígdala y su importancia en el mecanismo de pre-atención del cerebro

En un informe publicado en la revista BMC Biology, los investigadores demostraron cómo la amígdala, una región del cerebro típicamente asociada con el miedo, contribuye a la inhibición prepulso (PPI) activando pequeñas neuronas inhibidoras en el tallo cerebral del ratón. El descubrimiento avanza la comprensión de los sistemas subyacentes a los PPI y los esfuerzos para desarrollar terapias médicas para la esquizofrenia y otros trastornos al revertir los déficits pre-atentos.

La mayoría de nosotros estamos familiarizados con el reflejo de sobresalto, esa sacudida repentina e incontrolable que se produce cuando nos sorprende un ruido u otro estímulo inesperado, pero el cerebro también tiene un importante mecanismo de pre-atención para reprimir esa respuesta y desconectar los sonidos irrelevantes para que pueda ocuparse de la tarea que tiene delante.

Dicho mecanismo de pre-atención se denomina “activación sensoriomotora'' y normalmente previene la sobrecarga cognitiva. Sin embargo, la activación sensoriomotora se ve comúnmente afectada en personas con esquizofrenia y otras afecciones neurológicas y psiquiátricas, incluido el Trastorno de Estrés Postraumático (TEPT) y el Trastorno Obsesivo Compulsivo (TOC).


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"La reducción de la compuerta sensoriomotora es un sello distintivo de la esquizofrenia, y esto a menudo se asocia con problemas de atención y puede predecir otros déficits cognitivos. Si bien la reversión de los déficits de activación sensoriomotora en roedores es un estándar de oro para la detección de fármacos antipsicóticos, las vías neuronales y los mecanismos celulares involucrados aún no se comprenden completamente, incluso en condiciones normales",  explicó la neuróloga Karine Fénelon, profesora asistente de biología en la Universidad de Massachusetts Amherst. 

Para evaluar la compuerta sensoriomotora, los neurocientíficos miden la inhibición prepulso (PPI) del reflejo de sobresalto acústico. La PPI ocurre cuando se presenta un estímulo débil antes de un estímulo de sobresalto, que inhibe la respuesta de sobresalto.

Por primera vez, Fénelon y su equipo de UMass Amherst, han demostrado cómo la amígdala, una región del cerebro típicamente asociada con el miedo, contribuye a la PPI activando pequeñas neuronas inhibidoras en el tallo cerebral del ratón. Este descubrimiento, avanza en la comprensión de los sistemas subyacentes a los PPI y en los esfuerzos para finalmente desarrollar terapias médicas para la esquizofrenia y otros trastornos al revertir los déficits pre-atentos.

"Hasta hace poco, se pensaba que la inhibición previa al pulso dependía de las neuronas del mesencéfalo que liberan el transmisor acetilcolina. Eso se debió a que los estudios de pacientes con esquizofrenia involucraron déficits en el sistema colinérgico. [...] Pero existe una herramienta de neurociencia súper genial, la optogenética, que permite a los científicos usar la luz para identificar y controlar neuronas genéticamente modificadas en varios sistemas experimentales. Antes de esto, no podíamos elegir qué neuronas manipular", explicó Fénelon. 

Su desafío era utilizar la optogenética para identificar qué circuitos en qué partes del cerebro estaban involucradas en la PPI. "Queríamos saber qué región del cerebro se conecta al núcleo del circuito de inhibición de sobresaltos en el tallo cerebral, por lo que colocamos trazadores o tinte para visualizar esas neuronas", dijo Fénelon. "Con este enfoque pudimos identificar las neuronas de la amígdala conectadas al área del tallo cerebral en el centro del circuito de inhibición de sobresaltos".

Luego, los investigadores probaron con herramientas optogenéticas si esta conexión entre la amígdala y el tallo cerebral era importante para la inhibición del sobresalto. Al foto-manipular las neuronas de la amígdala en ratones, demostraron que la amígdala parecía contribuir a la PPI al activar las neuronas inhibidoras o glicinérgicas del tallo cerebral. Específicamente, la PPI se redujo al cerrar las sinapsis excitadoras entre la amígdala y el tronco encefálico o al silenciar las propias neuronas inhibidoras del tallo cerebral.

 "Curiosamente, la reducción de PPI medida como resultado de estas manipulaciones fotográficas imitó la reducción de PPI observada en humanos con esquizofrenia y en modelos de esquizofrenia en ratones", dice Fénelon.

Para detallar mejor esta conexión, Fénelon y su equipo utilizaron la electrofisiología junto con la optogenética para registrar la actividad eléctrica de neuronas individuales tomadas de secciones delgadas del cerebro, in vitro. "Este método de registro muy preciso, pero técnicamente desafiante, nos permitió confirmar que las entradas excitadoras de la amígdala activan esas neuronas glicinérgicas en el tallo cerebral", dice Fénelon.

Fénelon ahora está trabajando en su laboratorio utilizando esta nueva información para identificar otras vías cerebrales e intentar revertir los déficits pre-atentos en un modelo de esquizofrenia en ratones. Un avance de este tipo permitiría a los investigadores comenzar a desarrollar fármacos que puedan dirigirse con mayor precisión al tratamiento de los problemas de pre-atención.  @mundiario

 

 

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