Estudio con ratones: los investigadores ven las ondas cerebrales relacionadas con el pensamiento desordenado en la esquizofrenia
Previamente se encontraron mutaciones en el gen de la calcineurina en algunos pacientes con esquizofrenia. Hace diez años, los investigadores del MIT eliminaron este gen en ratones, lo que provocó que exhibieran varios síntomas de comportamiento como los de la esquizofrenia, que incluyen deterioro de la memoria a corto plazo, déficit de atención y comportamiento social anormal.
Estos investigadores ahora encuentran que los ratones que carecen de calcineurina tienen oscilaciones de ondas cerebrales hiperactivas en el hipocampo mientras descansan, y son incapaces de reproducir mentalmente una ruta que acaban de correr, como lo hacen los ratones normales.
En el nuevo estudio, dirigido por Susumu Tonegawa, Ph.D., el profesor Picower de Biología y Neurociencia, registró la actividad eléctrica de neuronas individuales en el hipocampo de estos ratones alterados mientras corrían por una pista.
Investigaciones anteriores en ratones normales han demostrado que las "células de lugar" en el hipocampo (vinculadas a ubicaciones específicas a lo largo de la pista) se activan en secuencia cuando los ratones descansan después de realizar el recorrido. Esta repetición mental también ocurre cuando los ratones están durmiendo y están vinculados a oscilaciones de ondas cerebrales de muy alta frecuencia conocidas como eventos de ondas.
En ratones que carecen de calcineurina, los investigadores encontraron que la actividad cerebral parecía normal mientras realizaban el curso, pero cuando se detenían, sus eventos de ondas eran mucho más fuertes y más frecuentes. Además, el disparo de las células del lugar fue anormal y sin ningún orden en particular, lo que sugiere que los ratones no estaban repitiendo la ruta que acababan de ejecutar.
Este patrón ayuda a explicar algunos de los síntomas observados en la esquizofrenia, dijeron los investigadores.
"Creemos que en este modelo de ratón, podemos tener algún tipo de indicación de que se está produciendo un proceso de pensamiento desorganizado", dijo el Dr. Junghyup Suh, científico investigador del Instituto Picower y uno de los autores principales del artículo.
“Durante los eventos de ondulación en ratones normales, sabemos que hay un evento de repetición secuencial. Este ratón mutante no parece tener ese tipo de repetición de una experiencia anterior ".
Los investigadores sospechan que en ratones normales, la calcineurina suprime las conexiones entre las neuronas (sinapsis) en el hipocampo. En ratones sin calcineurina, un fenómeno conocido como potenciación a largo plazo (LTP) se vuelve más común, lo que hace que las sinapsis sean más fuertes.
“Parece que esta LTP anormalmente alta tiene un impacto en la actividad de estas células específicamente durante los períodos de descanso o períodos posteriores a la exploración. Esa es una especificidad muy interesante ", dijo Tonegawa. "No sabemos por qué es tan específico".
Los investigadores creen que la hiperactividad anormal en el hipocampo puede significar una interrupción de la "red de modo predeterminado" del cerebro, una red de comunicación que conecta el hipocampo, la corteza prefrontal (donde ocurre la mayor parte del pensamiento y la planificación) y otras áreas de la corteza.
Esta red es más activa durante un estado de reposo, entre tareas orientadas a objetivos. Cuando el cerebro se concentra en una actividad específica, la red de modo predeterminado se desactiva. Sin embargo, esta red es hiperactiva en los pacientes esquizofrénicos antes y durante las tareas que requieren atención, y los pacientes no se desempeñan bien en estas tareas.
Más investigación en ratones podría ayudar a revelar más sobre el papel de la red de modo predeterminado en la esquizofrenia, dijo Tonegawa.
Fuente: MIT
