MADRID, 18 Ene. (EUROPA PRESS) -
En un estudio publicado en la edición digital de este jueves de la revista 'Science', investigadores de la Facultad de Medicina Albert Einstein de la Universidad de Yeshiva, en Estados Unidos, parte de Montefiore, demuestran por primera vez que el cerebelo del cerebro, que durante mucho tiempo se pensó que estaba involucrado principalmente en la coordinación del movimiento, ayuda a controlar los circuitos de recompensa del cerebro.
El sorprendente hallazgo indica que el cerebelo desempeña un papel importante en el procesamiento de recompensas y los comportamientos sociales y podría conducir a nuevas estrategias para tratar la adicción.
Estudios anteriores habían dado a entender que los talentos del cerebelo, una estructura del tamaño de un puño situada justo encima del tronco del encéfalo, eran poco apreciados. Por ejemplo, varios estudios funcionales de MRI (que miden los cambios en el flujo sanguíneo que ocurren con la actividad cerebral) evaluaron la actividad cerebral de las personas que se están recuperando de una adicción a las que se les mostraron imágenes asociadas con su adicción, como una jeringa.
Inesperadamente, el cerebelo de estos individuos brillaba en las imágenes de resonancia magnética, lo que indica mayor actividad; además, la intensidad del brillo se correlacionaba con el riesgo de recaída de una persona. Esta y otras evidencias sugieren que el cerebelo está involucrado de alguna manera en la liberación del neurotransmisor dopamina que hace sentirse bien en áreas del cerebro que reciben estímulos gratificantes.
"La idea de que el cerebelo hacía mucho más que controlar el movimiento fue recibida con mucho escepticismo, y nadie tenía pistas reales sobre cómo el cerebelo podría afectar a la liberación de dopamina", afirma el profesor del estudio Kamran Khodakhah, presidente del Departamento de Neurociencia Dominick P. Purpura y la Cátedra de Neurociencia Florence e Irving Rubinstein. Ilaria Carta, estudiante de Einstein y Christopher Chen, son co-primeros autores en el estudio.
El doctor Khodakhah, que también es profesor de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento y profesor en el Departamento de Neurología de Saul R. Korey, sospechó que el cerebelo se conectaba directamente con el área ventral tegmental (VTA, por sus siglas en inglés), una estructura cercana que se sabe que desempeña un papel en la adicción. Las neuronas VTA sintetizan y liberan dopamina en la vía mesolímbica, que media en el placer y la recompensa. En estudios diseñados para probar esta hipótesis, su laboratorio mostró que las neuronas cerebelosas estimulantes activan la VTA y conducen a comportamientos "adictivos" en ratones.
OPTANDO POR LA OPTOGENÉTICA
Para realizar estos estudios, Khodakhah utilizó optogenética, que consiste en insertar genes que producen proteínas sensibles a la luz en neuronas seleccionadas. Luego, los científicos pueden activar o desactivar selectivamente las neuronas tratadas al exponerlas a la luz.
En un experimento inicial, el equipo de Khodakhah insertó los genes en las neuronas cerebelosas, algunas de las cuales se conectaron con el VTA a través de fibras largas llamadas axones. Cuando los axones cerebelosos que se extendían hacia el VTA se estimularon selectivamente con luz, aproximadamente un tercio de las neuronas del VTA aumentaron su activación.
Dado que solo los axones cerebelosos contenían las proteínas sensibles a la luz y podían ser activadas por la luz, este experimento demostró por primera vez que las neuronas cerebelosas forman sinapsis (conexiones) de trabajo con las neuronas VTA.
¿Tienen esas conexiones alguna influencia en el comportamiento?
Para responder a esa pregunta, Khodakhah realizó una llamada prueba de cámara de campo abierto, en la que los ratones tenían libertad para explorar cualquier esquina de un recinto cuadrado. Cada vez que un ratón llegaba a un rincón particular (elegido al azar para cada ratón), las neuronas cerebelosas vinculadas al VTA se estimulaban de forma optogenética. Si a los roedores les resultara placentera esta estimulación, se esperaría que regresaran a esta esquina (para obtener otro destello de luz gratificante) en lugar de a las otras esquinas, y lo hicieron, mucho más a menudo que con los animales de control.
¿Podría estimular las proyecciones cerebelosas al VTA desencadenar la "adicción" en ratones? Khodakhah y sus colegas pusieron ratones en una cámara que estaba medio oscura y medio iluminada. Dado que los ratones prefieren las áreas oscuras, para evitar convertirse en la próxima comida de un depredador, pasaron más tiempo explorando la parte oscura de la cámara.
Luego, los científicos repitieron el experimento, excepto que esta vez, cada dos días durante seis días, los roedores se limitaron al lado brillante durante 30 minutos, mientras que los axones cerebelosos con conexiones al VTA se estimularon de manera optogenética. Después de ese periodo de acondicionamiento inicial, se permitió a los ratones explorar libremente toda la cámara.
"A pesar de que los ratones normalmente evitan las áreas brillantes, ahora preferentemente corrieron hacia la luz, porque ahí es donde recordaron haber recibido una recompensa --explica Khodakhah--. Esto sugiere que el cerebelo desempeña un papel en las conductas adictivas". Señala que los resultados fueron muy similares a los hallazgos de otros estudios en los que ratones confinados a la parte brillante de las cámaras recibieron drogas adictivas como cocaína en lugar de la estimulación del cerebelo.
UN PAPEL EN EL COMPORTAMIENTO SOCIAL
Las anomalías del cerebelo se han implicado en el trastorno del espectro autista (TEA), aunque no está claro cómo contribuye el cerebelo al TEA. Debido a que el VTA es necesario para el comportamiento social, Khodakhah y sus colegas evaluaron si podría estar involucrada la vía del cerebelo-VTA. Pusieron a los roedores en una caja de tres cámaras en la que podían viajar libremente a un objeto inanimado, otro ratón o una cámara vacía. Monitorizaron la actividad de los axones cerebelosos dentro de su VTA.
Los animales estudiados normalmente pasaban la mayor parte del tiempo socializando con otro ratón, y cuando lo hacían, los axones cerebelosos en su VTA eran más activos, lo que concuerda con la idea de que el cerebelo transmite información relevante al comportamiento social del VTA.
Curiosamente, cuando los autores silenciaron de manera optogenética los axones cerebelosos que se proyectaban en el VTA, los ratones ya no preferían interactuar con otros ratones. Este hallazgo sugiere que el comportamiento social requiere una vía funcional de cerebelo-VTA y que la interferencia con esta vía puede ser un fallo a través de la cual la disfunción cerebelosa contribuye a la TEA.
