El placer, el miedo y la ansiedad se procesan en el mismo lugar del

Los dos artículos, del 2015 y 2016, que te presentamos en esta página obligarán,
otra vez, a gran número de neurólogos a replantearse la manera que tiene el cerebro de
procesar las emociones y sus consecuencias. En la última década, mediante aparatos que
observaban la actividad de áreas relativamente amplias del cerebro, se llegó a crear un
modelo de funcionamiento en el que las emociones eran procesadas por estructuras
diferentes del cerebro, como por ejemplo: la amígdala que evaluaría el miedo, el núcleo
accumbens el placer y el hipocampo ventral la ansiedad.
Esta vez, los investigadores del MIT fueron capaces de observar cómo funcionan las neuronas
individualmente y seguir el recorrido de las señales que reciben y emiten, llegando a la
sorprendente conclusión de que diferentes poblaciones de neuronas de la amígdala se
especializan en el procesamiento del miedo, el placer y la ansiedad, redirigiendo sus
señales a las estructuras antes consideradas principales. Lo que implica según uno de los
investigadores que:
"Creo que este proyecto realmente corta a través de las categorizaciones específicas de
enfermedades y podría ser aplicable a casi cualquier enfermedad mental"
Además, se encontró que entre las neuronas que se proyectan hacia el núcleo accumbens, la
mayoría estaban emocionadas por el estímulo gratificante y no respondieron al aversivo. Entre
las neuronas que se proyectan hacia la amígdala central, la mayoría fueron excitadas por la
señal de aversión, pero no por la señal gratificante. Y entre las neuronas que se proyectan
hacia el hipocampo ventral, las neuronas parecían ser más equilibrada entre respondían a las
señales positivas y negativas.
Por tanto, la ansiedad se puede dar tanto por sensaciones aversivas (a la amígdala
central) como placenteras (al núcleo accumbens). Es decir, el "estrés" se dispara igual
emociones "positivas" como con "negativas".
Pero, como parece ser norma en estas investigaciones, el objetivo es encontrar
neurotransmisores o receptores clave en el proceso, con lo que suponen que si se bloquean
con alguna droga se solucionaría el problema de las enfermedades mentales. Ya existen
otros sistemas comprobados que generan cambios en la estructura de la amígdala,
reduciendo la cantidad de sustancia gris, la implicada en el procesamiento de la información,
que se correlaciona con una disminución el estrés: las técnicas de relajación.
Artículo original de news.mit.edu
Cómo diferencia el cerebro lo bueno de lo malo
Anne Trafton | MIT News Office, 29 de Abril de 2015
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Comer una rebanada de pastel de chocolate o pasar tiempo con un amigo por lo general
estimula sentimientos positivos, mientras que verse envuelto en un accidente de coche o
anticipando en un examen difícil es más probable que genere una respuesta de miedo o
ansiedad.
Una estructura del cerebro en forma de almendra, llamada amígdala, se cree que es
responsable de asignar estas reacciones emocionales. Los neurocientíficos del Instituto
Picower del MIT para el Aprendizaje y la Memoria han identificado ahora dos poblaciones de
neuronas en la amígdala que procesan las emociones positivas y negativas. Estas
neuronas se transmiten la información a otras regiones del cerebro que inician la
respuesta de comportamiento apropiado.
El estudio, que aparece en la edición del 29 de abril de Nature, representa un paso importante
en la comprensión de cómo el cerebro asigna emociones a diferentes experiencias, dice el
autor del estudio Kay Tye, el Profesor Adjunto de Desarrollo de Carrera Whitehead en el
Departamento de Ciencias Cognitivas y del Cerebro.
"¿Cómo podemos saber si algo es bueno o malo? A pesar de que parece una pregunta muy
simple, realmente no sabemos cómo funciona ese proceso", dice Tye. "Este estudio nos dice
que los flujos de información están cableados y se separan en buenos y malos a nivel de la
amígdala."
Los resultados también podrían ayudar a los científicos a entender mejor cómo surgen las
enfermedades mentales como la depresión, dice ella. Muchos de los síntomas psiquiátricos
pueden reflejar alteraciones en el procesamiento emocional. Por ejemplo, las personas que
están deprimidas no encuentran experiencias positivas gratificante, y las personas que sufren
de adicción no son disuadidas por los resultados negativos de su comportamiento.
El estudiante graduado Praneeth Namburi y la post-doctorado Anna Beyeler son autores
principales del artículo.
El bueno, el malo, y la amígdala
Durante muchos años los neurólogos vieron la amígdala - y, en particular, una subregión
conocidos como la amígdala basolateral - como un centro de procesamiento del miedo. Sin
embargo, estudios más recientes, incluyendo el trabajo que Tye hizo como estudiante
graduado en la Universidad de California en San Francisco, han puesto de relieve la
importancia de la amígdala en el procesamiento de la recompensa.
Esos hallazgos plantean la cuestión de cómo la misma estructura podría responder a las
entradas positivas y negativas e iniciar la respuesta de comportamiento apropiado. Las
neuronas de la amígdala basolateral se entremezclan, por lo que es imposible distinguir de
qué poblaciones podrían estar involucrados en diferentes funciones.
Tye y colegas sospecha que podrían ser capaces de distinguir las poblaciones de neuronas
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que responden a diferentes emociones en función de sus objetivos en el cerebro en otras
partes. Estudios previos habían sugerido que algunas de estas neuronas se proyectan al
núcleo accumbens, que desempeña un papel en el aprendizaje de la recompensa, mientras
que otras envían información a otra parte de la amígdala conocida como la amígdala
centromedial.
Para identificar estas poblaciones, los investigadores entregaron microesferas fluorescentes
verdes y rojas llamadas retrobeads a las células diana en el núcleo accumbens y la amígdala
centromedial, respectivamente. Estas esferas viajaban hacia atrás hasta llegar a las neuronas
de la amígdala basolateral, marcando claramente dos poblaciones distintas.
Después de etiquetar estas neuronas, los investigadores analizaron la actividad de la
amígdala según un grupo de ratones iba aprendiendo una tarea de condicionamiento por
miedo o por recompensa. En la tarea de condicionamiento por miedo, los ratones aprendieron
a asociar un sonido con una descarga en las patas y en la tarea de recompensa, el tono fue
emparejado con un vaso de agua azucarada.
Al día siguiente, los investigadores midieron la fuerza de las conexiones que entraban en las
dos poblaciones, que portan la información sensorial a la amígdala. Encontraron que las
neuronas de la amígdala basolateral que se conectan con el núcleo accumbens reciben
impulsos más fuertes después del aprendizaje de la recompensa, pero sus entradas se
debilitan después de aprender el miedo. Las neuronas que se conectan a la amígdala
centromedial muestran la respuesta opuesta.
Los resultados sugieren que estas dos poblaciones funcionan esencialmente como una puerta
para la información sensorial que entra en la amígdala, dice Namburi. "Hay estímulos
sensoriales que llegan a cualquiera de estas poblaciones, y una vez que ocurre el
aprendizaje, estás cambiando el flujo hacia una población o la otra", dice.
Luego, los investigadores encontraron que cerrando la vía al circuito de miedo, no sólo
deterioraron el aprendizaje del miedo, sino que también mejoraron el aprendizaje de
recompensa.
"Esto fue muy emocionante porque sugiere que estas poblaciones se involucran en una
interacción tirar-empujar con las demás, lo cual tiene sentido ya que la búsqueda de
recompensas y evitar las amenazas a menudo son comportamientos que presentan
fuerzas de oposición", dice Tye. "Del mismo modo que se podría esperar que alguien pierda
su apetito si se realizaron disparos, la activación del circuito del miedo puede reprimir las
conductas relacionadas con la recompensa."
Sheena Josselyn, profesor asociado de psicología y fisiología en la Universidad de Toronto,
describe el artículo como "un enorme avance en nuestra comprensión de cómo el cerebro
procesa las diferentes emociones."
"Todo el mundo sabe que podemos aprender de las experiencias tanto positivas como
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negativas, pero nunca se había demostrado cómo una estructura puede contribuir a codificar
dos resultados diametralmente opuestos emocionales", dice Josselyn, que no participó en la
investigación. "Este trabajo mostró que donde se proyecta cada célula determina si se
codifica un recuerdo positivo o negativo. La sola observación de la célula no revela su
identidad, se debe considerar la célula en el contexto de un circuito más amplio".
Rasgos distintivos
Una vez que los investigadores definieron las funciones de cada población de células,
se propusieron identificar otras características distintivas. Encontraron sólo pequeñas
diferencias en la forma y en las propiedades electrofisiológicas de las neuronas, pero sí
detectaron algunas diferencias interesantes en la expresión génica. Algunos de los genes que
eran más activos en un tipo de célula que los de otra codificaban receptores que se asientan
en las superficies celulares y se unen a los neurotransmisores entrantes, lo que ayuda a
transmitir la información sensorial a la amígdala.
Los investigadores están especialmente interesados en uno de estos receptores, que
interactúa con una pequeña proteína llamada neurotensina. Esta proteína ayuda a regular la
respuesta de las células para el glutamato, uno de los principales neurotransmisores
necesarios para fortalecer las conexiones entre las neuronas. En estudios de seguimiento,
ahora están investigando el papel que puede jugar la neurotensina en el aprendizaje de
recompensa y miedo en la amígdala.
"Esto representa un nuevo paradigma para el desarrollo terapéutico", dice Tye. " 'El
descubrimiento de fármacos basados en circuitos' se basa en primer lugar en la identificación
de cómo los diferentes componentes del circuito operan y luego en identificar qué objetivos
pueden controlarlos."
Cómo procesa las emociones el cerebro
Artículo original de news.mit.edu
Anne Trafton | MIT News Office, 31 de marzo de 2016
Algunas enfermedades mentales pueden ser el resultado, en parte, de la incapacidad del
cerebro para asignar correctamente las asociaciones emocionales a los acontecimientos. Por
ejemplo, las personas que están deprimidas a menudo no se sienten felices, incluso cuando
experimentan algo que normalmente disfrutan.
Un nuevo estudio del MIT revela cómo dos poblaciones de neuronas en el cerebro
contribuyen a este proceso. Los investigadores encontraron que estas neuronas, que se
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encuentra en una región del tamaño de una almendra, conocido comola amígdala, forman
canales paralelos que llevan la información acerca de los eventos agradables o
desagradables.
Aprender más acerca de cómo se encamina esta información y se extravía podría arrojar luz
sobre las enfermedades mentales como la depresión, la adicción, la ansiedad y el trastorno de
estrés postraumático, dice Kay, Tye, el Profesor Adjunto de Desarrollo de Carrera Whitehead
de Cerebro y Ciencias Cognitivas y miembro del Instituto Picower del MIT para el aprendizaje
y la memoria.
"Creo que este proyecto realmente corta a través de las categorizaciones específicas de
enfermedades y podría ser aplicable a casi cualquier enfermedad mental", dice Tye, el
autor principal del estudio, que aparece en la edición en línea del 31 de marzo de la revista
Neuron.
Los autores principales del artículo son la postdoc Anna Beyeler y el estudiante graduado
Praneeth Namburi.
Los investigadores del MIT descubrieron dos poblaciones de neuronas que ayudan a asignar
asociaciones emocionales a eventos específicos. Tienen la esperanza de que esto puede
conducir a mejores tratamientos para las enfermedades mentales.Vídeo: Melanie Gonick / MIT
Circuitos emocionales
En un estudio previo, el laboratorio de Tye identificó dos poblaciones de neuronas
implicadas en el procesamiento de las emociones positivas y negativas. Una de estas
poblaciones retransmite información al núcleo accumbens, que desempeña un papel en el
aprendizaje de búsqueda de experiencias gratificantes, mientras que la otra envía información
a la amígdala centromedial.
En el nuevo estudio, los investigadores querían averiguar cuáles son la neuronas en realidad
hacen que un animal reaccione a un estímulo aterrador o placentero. Para hacer esto, primero
etiquetaron cada población con una proteína sensible a la luz llamada canalrodopsina. En tres
grupos de ratones, se marcaron las células que se proyectan hacia el núcleo accumbens, la
amígdala centromedial, y una tercera población que se conecta al hipocampo ventral. El
laboratorio de Tye ha mostrado previamente que la conexión con el hipocampo ventral está
implicada en la ansiedad.
El etiquetado de las neuronas es necesario porque las poblaciones que se proyectan hacia
diferentes objetivos son de otra manera indistinguibles. "Por lo que podemos decir que
están muy entremezcladas," dice Tye. "A diferencia de otras regiones del cerebro, no
hay separación topográfica en base a dónde van".
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Después del etiquetado de cada población de células, los investigadores entrenaron a los
ratones para discriminar entre dos sonidos diferentes, uno asociado con una recompensa
(agua de azúcar) y el otro asociado con un sabor amargo (quinina). A continuación registraron
la actividad eléctrica de cada grupo de neuronas según los ratones se encontraban con los
dos estímulos. Esta técnica permite a los científicos comparar la anatomía del cerebro (qué
neuronas están conectados unas al otras) y su fisiología (como estas neuronas responden al
estímulo del medio ambiente).
Los investigadores se sorprendieron al encontrar que las neuronas dentro de cada
subpoblación no respondían todas de la misma manera. Algunas respondieron a una
señal y algunas respondieron a la otra, y algunas respondieron a ambas. Algunas
neuronas se excitaron por la pista mientras que otras fueron inhibidas. "Las neuronas
dentro de cada proyección son muy heterogéneas. No todas hacen lo mismo ", dice
Tye.
Sin embargo, a pesar de estas diferencias, los investigadores encontraron patrones globales
para cada población. Entre las neuronas que se proyectan hacia el núcleo accumbens, la
mayoría estaban emocionadas por el estímulo gratificante y no respondieron al
aversivo. Entre las neuronas que se proyectan hacia la amígdala central, la mayoría
fueron excitadas por la señal de aversión, pero no por la señal gratificante. Entre las
neuronas que se proyectan hacia el hipocampo ventral, las neuronas parecían ser más
equilibrada entre respondían a las señales positivas y negativas.
Esto es consistente con el artículo anterior, pero añadimos las dinámicas neuronales reales de
la activación y la heterogeneidad que fue enmascarada por el enfoque anterior de la
manipulación optogenética", dice Tye. "La pieza que faltaba de esa historia era lo están
haciendo en realidad estas neuronas, en tiempo real, cuando se presentan al animal los
estímulos".
Cavar profundamente
Los hallazgos sugieren que para entender completamente cómo el cerebro procesa las
emociones, los neurólogos tendrán que profundizar en las poblaciones más específicas, dice
Tye.
"Hace cinco o 10 años, todo se enfocaba al estudio de regiones específicas del cerebro. Y
luego, en los últimos cuatro o cinco años ha habido un mayor enfoque en las proyecciones
específicas. Y ahora, este estudio presenta una ventana a la siguiente era, cuando incluso las
proyecciones específicas no son lo suficientemente específicas. Todavía hay una
heterogeneidad incluso cuando se subdivide en este nivel", dice ella. "Todavía tenemos un
largo camino por recorrer en términos de apreciar las complejidades de pleno derecho del
cerebro."
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La neurociencia se está moviendo rápidamente más allá de la idea clásica de la 'una región
del cerebro es igual a una función,'" dice Joshua Johansen, jefe de equipo en el Instituto de
Ciencias del Cerebro RIKEN en Japón, que no participó en la investigación. "Este documento
representa un paso importante en este proceso, mostrando que dentro de la amígdala,
la forma en distintas poblaciones de células procesan la información es un
determinante crítico de cómo surgen las respuestas emocionales."
Otra cuestión que aún queda es por qué estas poblaciones diferentes se entremezclan en la
amígdala. Una hipótesis es que las células que responden a diferentes entradas tienen que
ser capaces de interactuar rápidamente entre sí, coordinando las respuestas a una señal de
urgencia, tales como una alerta de que el peligro está presente. "Estamos explorando las
interacciones entre estas diferentes proyecciones, y pensamos que podría ser una clave de
cómo se selecciona rápidamente una acción apropiada cuando se nos presenta un estímulo",
dice Tye.
A largo plazo, los investigadores esperan que su trabajo dará lugar a nuevas terapias para las
enfermedades mentales. "El primer paso es definir los circuitos y luego tratar de ir en modelos
animales de estas patologías y ver cómo estos circuitos están funcionando de manera
diferente. Entonces podemos tratar de desarrollar estrategias para restaurarlos y tratar de
traducir eso a pacientes humanos ", dice Beyeler, que pronto estará comenzando su propio
laboratorio en la Universidad de Lausana para proseguir con esta línea de investigación.
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