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Un interruptor de encendido y apagado para la ansiedad
Con el movimiento de un interruptor de luz colocado con precisión, se puede inducir a los ratones a acurrucarse en una esquina con miedo o explorar valientemente su entorno. El estudio destaca el poder de la tecnología optogenética, que permite a los neurocientíficos controlar las neuronas modificadas genéticamente con luz, para explorar las funciones del cableado neuronal complejo y controlar el comportamiento.
Control de luz: Los científicos usan fibra óptica para controlar neuronas diseñadas genéticamente en el cerebro de los animales (como se muestra aquí).
En el estudio, Karl Deisseroth y colaboradores de la Universidad de Stanford identificaron un circuito específico en la amígdala, una parte del cerebro que es fundamental para el miedo, la agresión y otras emociones básicas, que parece regular la ansiedad en los roedores. Esperan que los hallazgos, publicados hoy en la revista Naturaleza , arrojará luz sobre la base biológica de los trastornos de ansiedad humanos y señalará nuevos objetivos para el tratamiento.
Queremos conceptualizar la enfermedad psiquiátrica como entidades físicas reales con sustratos físicos, dice Deisseroth. Al igual que las personas que tienen asma tienen vías respiratorias reactivas, las personas con trastornos de ansiedad pueden tener una proyección hipoactiva en la amígdala.
Los investigadores diseñaron ratones para expresar proteínas sensibles a la luz en células específicas de la amígdala que envían cables neurales, conocidos como axones, a diferentes subestructuras. Usando un cable de fibra óptica especialmente diseñado implantado en el cerebro del animal, los investigadores encontraron que apuntar la luz para activar un circuito específico tenía un efecto inmediato y potente en el comportamiento del animal.
Nunca había visto algo así, dice Kay Tye, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Deisseroth y autora principal del estudio. Los ratones, naturalmente, tienen miedo de explorar áreas abiertas, explica. En circunstancias normales, el animal sacará la nariz y luego correrá hacia un rincón, dice Tye. Pero cuando enciende la luz, el animal comienza a explorar la plataforma sin signos visibles de ansiedad. Luego apagas la luz y vuelve a meterse en la esquina.
Los investigadores podrían inducir el efecto opuesto utilizando una proteína sensible a la luz que silencia las células en lugar de activarlas.
El hecho de iluminar los cuerpos de las células, que a su vez activa los axones en múltiples circuitos, no tuvo ningún efecto en el comportamiento de los animales, destacando lo importante que es poder apuntar a los circuitos individuales del cerebro.
Nuestra comprensión de los circuitos más precisos dentro de la amígdala recién ahora está comenzando a despegar, dice Kerry Ressler , neurocientífico de la Universidad de Emory que no participó en el estudio. La optogenética, donde los científicos pueden activar poblaciones celulares específicas e incluso partes de células, es un enfoque poderoso para diseccionar cómo la amígdala modula el miedo y la ansiedad.
Ki Ann Goosens , un neurocientífico del MIT que no participó en el estudio, dice que la investigación podría ayudar a explicar la variación individual en los niveles de ansiedad iniciales. Los hallazgos nos dicen que este circuito contribuye a un punto de ajuste individual para la ansiedad, dice ella.
Puede ser un tema que algunas de las principales fuentes de disfunción en los trastornos psiquiátricos se encuentren en el flujo de información entre diferentes regiones del cerebro, dice Deisseroth. Esto es algo para lo que la optogenética es especialmente adecuada para abordar.
Los investigadores esperan que el descubrimiento finalmente permita el desarrollo de nuevos tratamientos para los trastornos de ansiedad que estén libres de los efectos secundarios de los medicamentos existentes. Las benzodiazepinas, como el valium, son sedantes y conllevan el riesgo de adicción. Los ratones que reciben benzodiazepenos se vuelven menos temerosos y más exploradores, pero la droga también afecta su movimiento, haciéndolos más lentos, dice Tye. La activación del circuito con luz no parece provocar este problema. Estos animales están olfateando, acicalando, haciendo todo normalmente, dice.
Para fabricar medicamentos contra la ansiedad más selectivos, los científicos necesitarían apuntar solo al subconjunto de células que componen este circuito, lo que puede resultar difícil de hacer químicamente. Pero Deisseroth ya está trabajando en otro enfoque, utilizando un método no invasivo para estimular el cerebro llamado estimulación magnética transcraneal (TMS). La tecnología utiliza campos magnéticos para activar neuronas en la superficie del cerebro y está aprobada por la Administración de Alimentos y Medicamentos para tratar la depresión. Combinando TMS e imágenes cerebrales funcionales, Deisseroth ahora está examinando si es posible estimular de forma no invasiva circuitos específicos en el cerebro humano. Su primer estudio, que acaba de comenzar, se centrará en un circuito que su equipo ha vinculado previamente con la enfermedad de Parkinson.
Tye está trabajando para comprender mejor el papel que juega el circuito identificado en el estudio actual en el miedo en oposición a la ansiedad. Si bien los dos términos tienden a ser intercambiables en el uso diario, los neurocientíficos definen el miedo como una respuesta a algo específico: un sonido fuerte, por ejemplo, o el tráfico que se aproxima. La ansiedad, por otro lado, es un miedo crónico y generalizado. El miedo puede ser importante para la supervivencia, pero los trastornos de ansiedad son desadaptativos, dice Tye.