Pequeños circuitos neuronales controlan el flujo del miedo
Algunos definen el miedo como una respuesta emocional a una amenaza percibida. Sabemos que el miedo aumenta la frecuencia cardíaca, aprieta el estómago, aprieta la garganta y congela los músculos en su lugar.
Una nueva investigación encuentra que el miedo comienza en el cerebro, y es allí, específicamente en los microcircuitos de la estructura en forma de almendra llamada amígdala, donde se controla, procesa y evoca.
Un equipo de investigación dirigido por científicos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) ha dado un paso importante hacia la comprensión de cómo ocurre este comienzo al comenzar a diseccionar los circuitos neuronales del miedo.
Su artículo aparece en la edición de esta semana de la revista Naturaleza.
En el artículo, el investigador principal David J. Anderson, Ph.D., describió un microcircuito en la amígdala que controla, o "puertas", la salida del miedo de esa región del cerebro.
El microcircuito en cuestión, explicó Anderson, contiene dos subtipos de neuronas que son antagónicas (tienen funciones opuestas) y que controlan el nivel de salida de miedo de la amígdala actuando como un balancín.
“Imagínese que un extremo de un balancín está pesado y normalmente se asienta sobre una manguera de jardín, evitando que el agua, en esta analogía, el impulso del miedo, fluya a través de él”, dijo Anderson.
"Cuando llega una señal que desencadena una respuesta de miedo, presiona el extremo opuesto del balancín, levanta el primer extremo de la manguera y permite que el miedo, como el agua, fluya". Una vez que ha comenzado el flujo del miedo, ese impulso puede transmitirse a otras regiones del cerebro que controlan el comportamiento temeroso, como congelarse en el lugar.
"Ahora que conocemos este mecanismo de 'balancín'", agregó, "algún día puede proporcionar un nuevo objetivo para desarrollar medicamentos más específicos para tratar enfermedades psiquiátricas basadas en el miedo, como el trastorno de estrés postraumático, las fobias o los trastornos de ansiedad".
La clave para comprender este delicado mecanismo, dijo Anderson, estaba en descubrir "marcadores", genes que identificarían y permitirían a los científicos discriminar entre los diferentes tipos de células neuronales en la amígdala.
El grupo de Anderson encontró su marcador en un gen que codifica una enzima conocida como proteína quinasa C-delta (PKCδ). PKCδ se expresa en aproximadamente la mitad de las neuronas dentro de una subdivisión del núcleo central de la amígdala, la parte de la amígdala que controla la producción de miedo.
Los investigadores pudieron marcar con fluorescencia las neuronas en las que se expresa la proteína quinasa; esto permitió a los investigadores mapear las conexiones de estas neuronas, así como monitorear y manipular su actividad eléctrica.
Los estudios, dijo Anderson, "revelaron que las neuronas PKCδ + forman un extremo de un balancín, al hacer conexiones con otra población de neuronas en el núcleo central que no expresan la enzima, que se denominan neuronas PKCδ−".
También demostraron que las neuronas quinasas positivas inhiben el flujo de salida de la amígdala, lo que demuestra que actúan como el extremo del balancín que descansa sobre la manguera del jardín.
Aún así, quedaba una pregunta clave: ¿qué sucede con el balancín durante la exposición a una señal que provoca miedo? Anderson y sus colegas plantearon la hipótesis de que la señal de miedo empujaría hacia abajo en el extremo opuesto del balancín del formado por las neuronas PKCδ +, quitando el rizo de la manguera de jardín y permitiendo que fluya la señal de miedo. Pero, ¿cómo probar esta idea?
Aquí entran el neurofisiólogo Andreas Lüthi y su alumno Stephane Ciocchi, del Instituto Friedrich Miescher en Basilea, Suiza. En un trabajo realizado independientemente del del laboratorio de Anderson, Lüthi y Ciocchi lograron registrar señales eléctricas de la amígdala durante la exposición a estímulos que inducen miedo.
Curiosamente, encontraron dos tipos de neuronas que respondían de manera opuesta al estímulo inductor de miedo: un tipo aumentó su actividad, mientras que el otro tipo disminuyó su actividad. Al igual que Anderson, habían comenzado a pensar que estas neuronas formaban un balancín que controla la salida de miedo de la amígdala.
Y así, los dos equipos unieron fuerzas para determinar si las células que Lüthi había estado estudiando correspondían a las células PKCδ + y PKCδ− que el laboratorio de Anderson había aislado. Los resultados del experimento fueron "gratificantemente claros", dijo Anderson.
Las células que disminuyeron su actividad frente a estímulos inductores de miedo correspondían claramente a las neuronas PKCδ + que el laboratorio de Anderson había aislado, mientras que las que aumentaron su actividad correspondieron a las neuronas PKCδ−.
“Estos resultados apoyaron la hipótesis de que las neuronas PKCδ + estaban en el extremo opuesto del balancín del que la señal de miedo 'presiona', en consonancia con el hallazgo de que las neuronas PKCδ + engarzan la 'manguera del miedo'”, dijo Anderson. .
El matrimonio de la biología molecular y la electrofisiología ha revelado propiedades del circuito del miedo que no se podrían haber descubierto de otra manera, dijo Anderson.
"La geografía funcional del cerebro está organizada como la del mundo", señaló. “Está dividido en continentes, países, estados, pueblos y ciudades, vecindarios y casas; las casas son análogas a los diferentes tipos de neuronas. Anteriormente, solo había sido posible diseccionar la amígdala a nivel de diferentes pueblos, o de barrios en el mejor de los casos. Ahora, utilizando estas nuevas técnicas genéticas, finalmente estamos al nivel de las casas ".
Y eso, añade, es lo que nos permitirá comprender plenamente las redes de comunicación que existen entre neuronas dentro de una subdivisión del cerebro, así como entre subdivisiones y distintas áreas.
“Si bien estos estudios arrojan luz sobre solo una pequeña parte del panorama, son un paso importante en esa dirección”, dijo Anderson.
Fuente: Instituto de Tecnología de California
