MADRID, 14 Jul. (EUROPA PRESS) -
Los estados emocionales son fundamentales para la condición humana, tanto en la salud como en la enfermedad; sin embargo, los procesos neuronales mediante los cuales las emociones emergen de la experiencia siguen siendo un misterio.
En los mamíferos, las respuestas emocionales duraderas pueden servir para integrar la información externa e interna distribuida por el cerebro y guiar comportamientos contextualmente apropiados.
INVESTIGADORES DE STANFORD MEDICINE MAPEAN LA RESPUESTA EMOCIONAL EN EL CEREBRO
Investigadores de Stanford Medicine (Estados Unidos) han mapeado el procesamiento neuronal de todo el cerebro que subyace a la respuesta emocional desencadenada por una experiencia sensorial ligeramente desagradable.
Así han descubierto que las características de esta actividad cerebral son compartidas por humanos y ratones, y, por extensión, por todos los mamíferos intermedios.
Los hallazgos, publicados en 'Science' podrían ayudar a revelar algunas de las fuerzas impulsoras detrás de numerosos trastornos neuropsiquiátricos, que se caracterizan en gran parte por manifestaciones emocionales problemáticas.
El trabajo trata de explicar por qué no siempre comprendemos nuestras emociones. Los neurocientíficos y psiquiatras, a pesar de sus mejores esfuerzos, no comprenden lo suficiente acerca de la actividad cerebral que subyace a nuestras emociones, cómo nos hacen funcionar y cómo pueden enfermarnos.
"Los estados emocionales son fundamentales para la psiquiatría", establece Karl Deisseroth, profesor de bioingeniería y de psiquiatría y ciencias del comportamiento, quien dirigió un esfuerzo de equipo colaborativo que abarcó las instalaciones del hospital y el laboratorio de Stanford Medicine.
El estudio fue un proyecto del programa de investigación de Circuitos Neuronales Humanos de Stanford Medicine, una colaboración multidisciplinaria fundada y dirigida por Deisseroth, diseñada para comprender los principios que subyacen al funcionamiento interno del cerebro humano en la salud y la enfermedad. El programa HNC desarrolla y combina, en un entorno médico hospitalario, métodos de vanguardia para la medición y perturbación sincrónica y ultraprecisa del comportamiento y la actividad cerebral humana.
FOCO DEL ESTUDIO EN EXPERIENCIAS SENSORIALES NEGATIVAS Y POSITIVAS
En este estudio, Deisseroth y sus colaboradores se centraron principalmente en las respuestas a las experiencias sensoriales negativas. Sin embargo, sospecha que el patrón de actividad cerebral observado por su equipo también se generaliza a las experiencias positivas.
"El linaje de los mamíferos ha asumido un enorme compromiso evolutivo con el gran tamaño cerebral, con todos los costos y beneficios que conlleva", asegura Deisseroth. Incluso el cerebro de un ratón (que es grande en comparación con el de animales no mamíferos de tamaño similar) contiene casi 100 millones de neuronas; el cerebro humano, casi 90 mil millones, unas 1000 veces más.
"Un cerebro más grande implica una vida mental más rica y compleja", comenta Deisseroth. "Pero existen limitaciones reales una vez que se amplía la escala. El cerebro humano es tan grande que toma tiempo que esas señales ricas y complejas se propaguen por completo, converjan y se integren adecuadamente. Sin embargo, para tomar decisiones precisas, el cerebro debe integrar simultáneamente los múltiples flujos de datos sensoriales, los objetivos, la posición en el espacio, las necesidades fisiológicas y más. Si esto no sucede, se tomarán decisiones y acciones equivocadas".
INTEGRACIÓN DE LA INFORMACIÓN EMOCIONAL Y COMUNICACIÓN CEREBRAL
Las emociones pueden representar estados que integran una gran cantidad de información para guiar patrones duraderos de comportamiento, pero pueden necesitar una ventana de tiempo con comunicación persistente entre estructuras cerebrales ampliamente separadas para lograr esa integración, destaca Deisseroth.
"Ajustar la escala temporal de esta comunicación podría ser un aspecto importante del funcionamiento cerebral típico", añade Richman. "Esto sería similar a la acción del pedal de sostenido de un piano, que prolonga la duración de las notas breves". Una estabilidad excesivamente acortada o excesivamente prolongada de estos patrones de comunicación cerebral podría contribuir a trastornos neuropsiquiátricos caracterizados por disfunción emocional.
Para determinar cómo surge la emoción en respuesta a la experiencia, los investigadores realizaron análisis de la actividad neuronal a nivel cerebral tanto en ratones como en humanos -dos especies que surgieron del mismo ancestro hace unos 70 millones de años- para buscar patrones de actividad presentes en ambas especies que pudieran ser inducidos por el mismo estímulo generador de emociones, medibles de la misma manera, sincronizados con los mismos comportamientos de alta velocidad y bloqueados por las mismas intervenciones.
PATRÓN BIFÁSICO DE ACTIVIDAD CEREBRAL TRAS LA INHALACIÓN
Asimismo, los investigadores rastrearon la actividad cerebral de los sujetos. Detectaron un patrón distintivo de dos fases: en los primeros 200 milisegundos después de la inhalación, observaron un pico de actividad intenso, pero de corta duración, que transmitía la "noticia" de la inhalación por todo el cerebro. A esto le siguió, durante los siguientes 700 milisegundos aproximadamente, una fase separada y más duradera de actividad cerebral, desencadenada por la inhalación, localizada más específicamente en un subconjunto de circuitos específicos del cerebro asociados con la emoción. Este patrón -que, según Deisseroth, se pudo descubrir gracias al registro eléctrico simultáneo y la tecnología conductual del equipo- mostró la interesante propiedad de generar una ventana de tiempo extendida para la comunicación cerebral, que podría estar relacionada con la emoción.
Dado que la idea central del estudio era buscar principios compartidos entre humanos y ratones, los científicos llevaron a cabo el mismo experimento en paralelo con ratones. Sorprendentemente, el equipo observó un patrón de actividad cerebral bifásica muy similar en los ratones.
Los investigadores utilizaron entonces un medicamento, seleccionado por su idoneidad tanto para humanos como para ratones, para evaluar con mayor profundidad la importancia de este patrón de actividad persistente. La ketamina, ampliamente utilizada en dosis altas como anestésico, está aprobada por la FDA en dosis más bajas como antidepresivo. Incluso en estas dosis bajas, se sabe que la ketamina causa un fenómeno llamado disociación, en el que las respuestas emocionales típicas a los estímulos se reducen o desaparecen.
Después de establecer cuidadosamente su protocolo de investigación para poder administrar de forma segura una única dosis de ketamina a sujetos humanos con electrodos implantados en el hospital, y con un consentimiento totalmente informado, los científicos descubrieron que, de hecho, la emoción negativa causada por las repetidas bocanadas de aire (según lo descrito por los pacientes) se inhibió en gran medida.
EVALUACIÓN DEL EFECTO DE LA KETAMINA EN LA ACTIVIDAD CEREBRAL EMOCIONAL
El equipo realizó una serie final de mediciones definitivas para comprobar su hipótesis central. Si la segunda fase persistente de la actividad cerebral fuera importante en la respuesta emocional, se predecía que esta fase más lenta se reduciría selectivamente con la ketamina en ambas especies, acelerando así eficazmente la respuesta cerebral.
Tanto en humanos como en ratones, el equipo descubrió que la ketamina no afectaba en absoluto la rápida actividad cerebral inicial. Sin embargo, al medir la velocidad a la que disminuía la segunda fase, más lenta, de la actividad cerebral posterior a la inhalación, descubrieron que la ketamina aceleraba este decaimiento, agudizando eficazmente la respuesta cerebral y restringiendo la actividad inducida por la inhalación a un breve periodo de tiempo (similar a soltar el pedal de sostenido de un piano para terminar la nota).
Finalmente, el equipo descubrió que la ketamina también reducía reversiblemente la sincronía cerebral en ambas especies. "La medicación disociativa puede hacer que la fase de estabilización de la actividad cerebral sea tan efímera que la información no pueda integrarse adecuadamente en el cerebro, ni siquiera para generar un estado emocional", concluye Deisseroth.
