MADRID, 2 Abr. (EUROPA PRESS) -
Neurocientíficos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han descubierto, mediante un sensor especializado de resonancia magnética (MRI), cómo la dopamina liberada en las profundidades del cerebro influye en las regiones cerebrales cercanas y distantes, según publican en la revista 'Nature'.
La dopamina desempeña muchos papeles en el cerebro, especialmente relacionados con el movimiento, la motivación y el refuerzo del comportamiento. Sin embargo, hasta ahora ha sido difícil estudiar con precisión cómo una inundación de dopamina afecta la actividad neuronal en todo el cerebro.
Con su nueva técnica, el equipo del MIT descubrió que la dopamina parece ejercer efectos significativos en dos regiones de la corteza cerebral, incluida la corteza motora.
"Se ha trabajado mucho en las consecuencias celulares inmediatas de la liberación de dopamina, pero aquí lo que estamos viendo son las consecuencias de lo que está haciendo la dopamina en un nivel más amplio del cerebro", apunta Alan Jasanoff, autor principal y profesor de profesor de Ingeniería Biológica, Ciencias del Cerebro y Cognitivas y Ciencia e Ingeniería Nuclear en el MIT.
El equipo del MIT descubrió que, además de la corteza motora, el área cerebral remota más afectada por la dopamina es la corteza insular. Esta región es crítica para muchas funciones cognitivas relacionadas con la percepción de los estados internos del cuerpo, incluidos los estados físicos y emocionales.
Al igual que otros neurotransmisores, la dopamina ayuda a las neuronas a comunicarse entre sí en distancias cortas. La dopamina tiene un interés particular para los neurocientíficos debido a su papel en la motivación, la adicción y varios trastornos neurodegenerativos, incluida la enfermedad de Parkinson.
La mayor parte de la dopamina del cerebro es producida en el mesencéfalo por neuronas que se conectan al cuerpo estriado, donde se libera la dopamina.
Durante muchos años, el laboratorio de Jasanoff ha estado desarrollando herramientas para estudiar cómo los fenómenos moleculares, como la liberación de neurotransmisores, afectan las funciones de todo el cerebro.
A escala molecular, las técnicas existentes pueden revelar cómo la dopamina afecta a las células individuales, y a escala de todo el cerebro, la resonancia magnética funcional (fMRI) puede revelar cuán activa es una región particular del cerebro. Sin embargo, ha sido difícil para los neurocientíficos determinar cómo se vinculan la actividad unicelular y la función de todo el cerebro.
"Ha habido muy pocos estudios en todo el cerebro de la función dopaminérgica o realmente de cualquier función neuroquímica, en gran parte porque las herramientas no están allí --recuerda Jasanoff--. Estamos tratando de llenar los vacíos".
Hace unos 10 años, su laboratorio desarrolló sensores de resonancia magnética que consisten en proteínas magnéticas que pueden unirse a la dopamina. Cuando se produce esta unión, las interacciones magnéticas de los sensores con el tejido circundante se debilitan, atenuando la señal de resonancia magnética del tejido. Esto permite a los investigadores monitorear continuamente los niveles de dopamina en una parte específica del cerebro.
En su nuevo estudio, el autor Nan Li y Jasanoff se propusieron analizar cómo la dopamina liberada en el cuerpo estriado de las ratas influye en la función neuronal tanto localmente como en otras regiones del cerebro.
Primero, inyectaron sus sensores de dopamina en el cuerpo estriado, que se encuentra en lo profundo del cerebro y juega un papel importante en el control del movimiento. Luego estimularon eléctricamente una parte del cerebro llamada hipotálamo lateral, que es una técnica experimental común para recompensar el comportamiento e inducir al cerebro a producir dopamina.
Luego, los investigadores utilizaron su sensor de dopamina para medir los niveles de dopamina en todo el cuerpo estriado. También realizaron fMRI tradicional para medir la actividad neuronal en cada parte del cuerpo estriado.
Para su sorpresa, descubrieron que las altas concentraciones de dopamina no hacían que las neuronas fueran más activas. Sin embargo, los niveles más altos de dopamina hicieron que las neuronas permanecieran activas durante un período de tiempo más largo.
"Cuando se lanzó la dopamina, hubo una mayor duración de la actividad, lo que sugiere una respuesta más larga a la recompensa --explica Jasanoff--. Eso puede tener algo que ver con cómo la dopamina promueve el aprendizaje, que es una de sus funciones clave".
EFECTOS DE LARGO ALCANCE
Después de analizar la liberación de dopamina en el cuerpo estriado, los investigadores se propusieron determinar que esta dopamina podría afectar ubicaciones más distantes en el cerebro. Para hacer eso, realizaron imágenes tradicionales de fMRI en el cerebro al tiempo que mapearon la liberación de dopamina en el cuerpo estriado. "Al combinar estas técnicas podríamos investigar estos fenómenos de una manera que no se había hecho antes", dice Jasanoff.
Las regiones que mostraron los mayores aumentos de actividad en respuesta a la dopamina fueron la corteza motora y la corteza insular. Si se confirma en estudios adicionales, los hallazgos podrían ayudar a los investigadores a comprender los efectos de la dopamina en el cerebro humano, incluido su papel en la adicción y el aprendizaje.
"Nuestros resultados podrían conducir a biomarcadores que podrían verse en los datos de fMRI, y estos correlatos de la función dopaminérgica podrían ser útiles para analizar la fMRI animal y humana", augura Jasanoff.
