Investigadores De UCLA Identifican Células Cerebrales Implicadas En La Respuesta Pavloviana

Científicos de UCLA identifican células cerebrales involucradas en la respuesta pavloviana

Representación del cerebro humano, destacando el estriado, que se asocia con recompensa, movimiento y toma de decisiones.

Un estudio recientemente publicado de UCLA se centra en la actividad celular en el cuerpo estriado, una parte del cerebro asociada con la recompensa, el movimiento y la toma de decisiones. La nueva investigación podría ayudar a mejorar la comprensión del Parkinson, Huntington y Tourette.

En su famoso experimento, el científico ruso Ivan Pavlov tocó una campana cada vez que alimentaba a sus perros. Pronto, los perros comenzaron a babear con anticipación cuando escucharon la campana, incluso antes de que apareciera la comida.

Ahora, un estudio de la UCLA ha rastreado la respuesta pavloviana a un pequeño grupo de células cerebrales, las mismas neuronas que fallan durante la enfermedad de Huntington, la enfermedad de Parkinson y el síndrome de Tourette. Publicado el 22 de marzo en la revista Neuron, la investigación podría eventualmente ayudar a los científicos a identificar nuevos enfoques para diagnosticar y tratar estos trastornos neurológicos.

“Las especies sobreviven porque han aprendido a vincular señales sensoriales como sonidos, olores y vistas específicos con recompensas como la comida y el agua”, dijo Sotiris Masmanidis, autor principal del estudio y profesor asistente de neurobiología en la Escuela de Medicina David Geffen en UCLA. “Queríamos descubrir los circuitos cerebrales que codifican el comportamiento y el aprendizaje basados ​​en recompensas”.

El equipo de UCLA se centró en la actividad celular en el cuerpo estriado, una parte del cerebro asociada con la recompensa, el movimiento y la toma de decisiones.

En una versión moderna del experimento de Pavlov, Masmanidis y sus colegas expusieron repetidamente a los ratones al aroma desconocido de plátano o limón, seguido de una gota de leche condensada. Finalmente, los ratones se enteraron de que las fragancias predecían la llegada de una dulce recompensa y comenzaron a lamer el aire con fervor con anticipación.

“Los ratones aprendieron a asociar el nuevo aroma con la comida, al igual que los perros de Pavlov”, dijo Masmanidis, quien también es miembro del Instituto de NanoSistemas de California y el Instituto de Investigación del Cerebro de UCLA. “Nuestro siguiente paso fue descubrir qué sucede con la respuesta pavloviana cuando silenciamos diferentes grupos de células en el cuerpo estriado”.

Basado en pistas de estudios anteriores, el equipo se centró en un pequeño grupo de células que sostienen las neuronas principales en el cuerpo estriado. Aunque estos actores de apoyo comprenden menos del 2 por ciento de las células de la región, los científicos se sorprendieron al descubrir que desempeñan un papel desproporcionadamente importante. Usando una combinación de optogenética y electrodos especializados, el uso de luz para controlar las células, pudieron “apagar” esas células de soporte.

“Cuando apagamos las células de apoyo, los ratones lamieron el aire en anticipación a la leche sólo la mitad de lo normal”, dijo Masmanidis. “Sospechamos que las células de apoyo mejoran los circuitos cerebrales que codifican la respuesta pavloviana”.

La influencia de las células de soporte pareció ser más fuerte cuando los ratones estaban aprendiendo por primera vez a emparejar los aromas desconocidos con una recompensa. El cambio fue menos dramático en ratones que ya dominaban la conexión.

“Estas células eran más esenciales para los ratones sin experiencia que aún no habían dominado la respuesta pavloviana”, dijo Masmanidis.

Los hallazgos sugieren que los trastornos neurológicos podrían ser causados ​​en parte por el mal funcionamiento de las células de apoyo, y que restaurar la función de las células podría eventualmente ayudar a las personas con estas enfermedades.

Más de un siglo después del estudio clásico de Pavlov, todavía hay mucho que aprender sobre las respuestas pavlovianas. “Nuestros hallazgos abren oportunidades interesantes para seguir estudiando las funciones de los diferentes tipos de neuronas en la salud y la enfermedad”, dijo Kwang Lee, investigador postdoctoral de UCLA en neurobiología y coautor principal del estudio.

Los otros coautores del artículo son los coautores Sandra Holley, Justin Shobe, Natalie Chong, Carlos Cepeda y Michael Levine, todos de UCLA.

El estudio fue financiado por el McKnight Endowment Fund for Neuroscience, el National Institute on Drug Abuse, el National Institute of Neurological Diseases and Stroke y la National Science Foundation.

Publicación: Kwang Lee, et al., “Las interneuronas de parvalbúmina modulan la producción estriatal y mejoran el rendimiento durante el aprendizaje asociativo”, Neuron, 2017; DOI: 10.1016 / j.neuron.2017.02.033

Añadir un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *