Hallado un mecanismo cerebral que contribuye a las recaídas en el consumo de drogas

Los autores estudiaron el área tegmental ventral (ATV) que se sabe está involucrada en la recompensa y el reforzamiento asociado con la adicción a las drogas


Madrid, 30 abril 2006 (azprensa.com)

Investigadores de la Universidad de California (Estados Unidos) han descubierto un mecanismo cerebral que podría contribuir a la recaída en el consumo de drogas que provoca la búsqueda de estas sustancias asociada a ciertos estímulos ambientales. Las conclusiones de la investigación se publican en la edición digital de la revista Nature Neuroscience.

Los expertos explican que la vulnerabilidad a la recaída después de dejar la droga es un problema central en el tratamiento de la adicción a las drogas. La exposición a las drogas o incluso a indicios que recuerden a los usuarios el consumo de las drogas, puede desencadenar las recaídas.

Los autores estudiaron el área tegmental ventral (ATV) que se sabe está involucrada en la recompensa y el reforzamiento asociado con la adicción a las drogas. Los investigadores sometieron a animales de laboratorio a un periodo de abstinencia de cocaína, cuando antes ya habían proporcionó a los animales inyecciones de cocaína diarias durante entre cinco y siete días.

Los científicos descubrieron que la sinapsis en las neuronas que liberan dopamina mostraba una elevada susceptibilidad a aumentar en fuerza, así que incluso una estimulación débil podía causar aumentos de larga duración en las respuestas de las neuronas. Esta mayor plasticidad requería un factor de crecimiento llamado BDNF, que ha sido antes vinculado a la búsqueda de droga después de la abstinencia.

Según los investigadores, en el deseo de droga y la recaída podría participar un aumento específico de señales de recompensa en respuesta a los indicios asociados a las drogas. Los resultados descritos sugieren un mecanismo que podría permitir tal incremento.
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El problema de no poder imitar

No poder imitar a otros podría ser una de las causas tras los problemas sociales de las personas con autismo.

La investigación de un equipo de científicos estadounidenses, publicada en la revista Nature Neuroscience, descubrió que los niños con autismo tienen menor activación cerebral en el área relacionada con el entendimiento de los otros.

Es que las llamadas "neuronas espejo" -las responsables tras nuestra capacidad de imitación- tienen un nivel de activación que está asociado a las discapacidades sociales, dicen los investigadores.

A menor activación de estas neuronas, los niños presentaron mayores dificultades.

Neuronas espejo

El autismo afecta la habilidad de las personas para comunicarse con los demás y para responder apropiadamente a las señales del ambiente.

Mirella Dapretto y su equipo de la Universidad de California investigaron los patrones de actividad cerebral de 10 niños con autismo, prestando atención a la imitación de gestos faciales.

Los investigadores compararon estos patrones de conducta con los de niños que no padecen autismo.

"Nuestros descubrimientos sugieren que un sistema de neuronas espejo disfuncional está detrás de los déficit sociales de las personas con autismo", dijo Dapretto.

"Esto es muy excitante porque finalmente tenemos un informe que puede explicar los síntomas esenciales del desorden".



Saludos Cordiales
Dr. José Manuel Ferrer Guerra

Un equipo del CSIC descubre la existencia de ‘pasillos’ neuronales, un nuevo mecanismo biológico implicado en el desarrollo de las conexiones neuronal

Las conclusiones del trabajo se han publicado en la revista Cell


Madrid, 16 abril 2006 (azprensa.com)

Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto un mecanismo de guía axonal en el camino que va del tálamo dorsal a la corteza cerebral. Según informa la institución en un comunicado, se trata de pasillos de células, formados en la etapa prenatal, que actúan de puente para establecer conexiones nerviosas. Los neurobiólogos han descubierto, además, que la proteína Neuregulina-1, relacionada con la susceptibilidad para padecer esquizofrenia, es fundamental en el desarrollo de la conexión talamocortical.

El trabajo, que se ha publicado, en la revista Cell, ha sido realizado por los investigadores del CSIC Oscar Marín y Guillermina López-Bendito, que trabajan en el Instituto de Neurociencias de Alicante (centro mixto del CSIC y la Universidad Miguel Hernández), junto a Nuria Flames y Juan Antonio Sánchez. Los pasillos neuronales, descubiertos por este equipo, están constituidos por células capaces de moverse en el cerebro y formar puentes por los que se establecen las conexiones nerviosas. Los axones sólo crecen en terrenos permisivos, separados a veces por territorios que no favorecen el crecimiento axonal. Los corredores hallados unen esos terrenos más propicios para el crecimiento de los axones, eludiendo las regiones que no lo son.

Los autores han demostrado, asimismo, la existencia de estas estructuras o pasillos neuronales en una de las conexiones más importantes del cerebro, la talamocortical. La navegación de los axones talamocorticales hacia la corteza requiere la formación previa de un corredor neuronal en el telencéfalo basal de los mamíferos.

Según explica Oscar Marín, un número creciente de estudios sugiere que un desarrollo anormal de esta conexión podría estar implicado en algunas enfermedades neurológicas, tales como el autismo o la epilepsia. Marín asegura que conocer cuáles son los factores y mecanismos que controlan el desarrollo correcto de esta proyección es “un hito fundamental” para entender cómo funciona el cerebro.

El equipo del CSIC de momento ha demostrado la existencia de estas estructuras únicamente en la proyección entre el tálamo dorsal y la corteza. No obstante, su hipótesis de investigación es que se trata de un mecanismo general para todo el cerebro, y creen además que ha desempeñado un papel fundamental en el proceso evolutivo de los mamíferos. Estos neurobiólogos han descubierto, a partir de trabajos en embriología experimental con ratones mutantes, que los animales que carecían de estos mecanismos neuronales presentaban claros defectos en la guía axonal talámica.

La formación de este pasillo neuronal depende de la migración tangencial temprana de células, las cuales se anticipan a la llegada de los axones talámicos y facilitan su crecimiento hacia la corteza. “Uno de los aspectos más fascinantes de este descubrimiento es la inseparable coordinación en el tiempo entre ambos eventos [la formación del pasillo y la migración celular]”, señala Marín.

Una vez establecido el papel fundamental de este corredor neuronal en la guía de los axones talamocorticales, el grupo de investigadores, en colaboración con un equipo francés, dirigido por Sonia Garel, del Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, comenzó la búsqueda de moléculas expresadas por estas neuronas que permitieran explicar por qué estas células son fundamentales para el crecimiento de los axones talámicos. Así descubrieron que la proteína Neuregulina-1 estaba fuertemente expresada en estas neuronas y favorecía el crecimiento de los axones.

Por último, los autores han podido demostrar en estudios genéticos en ratones que la pérdida de función de la Neuregulina-1, cuyas modificaciones en su expresión aumentan el riesgo de padecer esquizofrenia, produce un defecto de guía axonal talamocortical y un retraso en la llegada de estos axones a la corteza cerebral. “La Neuregulina-1 estimula el crecimiento de los axones por lo que, en un futuro, podría tener un uso terapéutico para la regeneración de conexiones neuronales”, concluye Marín.

Los axones talamorticales representan la mayor entrada de información sensorial y motora que llega a la corteza cerebral. Mediante esta proyección, la información visual, somatosensorial o auditiva que recibe el tálamo dorsal es enviada de forma topográfica y precisa a regiones concretas de la corteza. Para alcanzar su destino, los axones talamocorticales son guiados a través de numerosas regiones del cerebro. En la actualidad, todavía se desconocen la mayor parte de los mecanismos moleculares implicados en el desarrollo de esta proyección axonal.

Las conexiones entre el tálamo dorsal y la corteza cerebral se establecen en etapas embrionarias del desarrollo. Los axones talamocorticales son guiados a
través de distintas regiones del cerebro hasta alcanzar su destino final en la corteza.

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El escáner cerebral puede anticipar los acontecimientos humanos

El escaner cerebral puede anticipar los comportamientos humanos
La capacidad de acierto en los juegos de azar está relacionada con la activación de determinadas regiones cerebrales

Una adecuada observación del cerebro permite anticipar los comportamientos humanos, según han podido determinar mediante un experimento investigadores norteamericanos. El experimento consistía en determinar la capacidad de acierto de unos voluntarios en un juego de azar. Mediante un escaner de resonancia magnética que observaba las reacciones cerebrales durante el juego, los investigadores descubrieron que la mayoría de las veces podían saber con anticipación qué jugadores acertarían y cuáles fallarían. Este estudio ha demostrado que la capacidad de acierto en los juegos de azar está relacionada con la activación de determinadas regiones cerebrales y que la percepción visual no depende sólo de la calidad de las señales sensoriales, sino también de la variedad de nuestras señales internas. Por Eduardo Martínez.

Un equipo de neurocientíficos de la Washington School of Medicine en San Louis ha descubierto que se puede predecir si un individuo acertará o fallará en un juego de azar sólo observando su cerebro a través de un escaner.

Antes incluso de que se presente el juego a los participantes, se puede predecir con un grado de acierto del 70% si van a dar una respuesta correcta o no por medio de la medición de la actividad cerebral.

Los resultados de este estudio, dirigido por Ayelet Sapir, una joven investigadora del departamento de neurología de dicha universidad, han sido publicados por la revista Proceedings of the National Academy of the Sciences. Además, la Universidad de Washington ha emitido un ilustrativo comunicado sobre el descubrimiento.

La investigación consistía en estudiar el cerebro de un grupo de voluntarios preparados para participar en un juego visual breve. Antes de que se les presentara la tarea, se podía deducir de la actividad cerebral si los jugadores acertarían o no en el juego, según constataron los investigadores.

Juego de pantalla

El juego consisitía en lo siguiente: los voluntarios observaban una pantalla en la que aparecía esporádicamente un grupo de puntos en movimiento y debían averiguar por qué lugar de la pantalla aparecerían los puntos cada vez.

Once segundos antes de que estos puntos aparecieran en una parte de la pantalla, los investigadores dejaban ver una señal indicadora a los participantes: un cursor señalaba (con un 80% de fiabilidad) hacia el lugar donde los puntos iban a aparecer. La señal estaba en realidad determinada por el ordenador y su fiabilidad era totalmente aleatoria, no controlada por los investigadores.

Los puntos, una vez que aparecían, eran visibles sólo durante la quinta parte de un segundo, por lo que resultaban difíciles de ver si los sujetos no prestaban mucha atención al área correcta de la pantalla.

Después de la señal y antes de que aparecieran los puntos en movimiento, los investigadores escanearon con imagenología cerebral funcional a los participantes. La así llamada "imagenología cerebral funcional" elabora imágenes funcionales en PET (Tomografía por Emisión de Positrones) y el NEUROSPET (Tomografía por Emisión de Fotón Único), y permite observar de forma no invasiva el estado de la función cerebral.

El PET evalúa el metabolismo de la glucosa y el NEUROSPET el estado del flujo sanguíneo cerebral. Ambos sistemas se aplican en la investigación de los trastornos psiquiátricos, que gracias a la imagenología cerebral funcional pueden ser observados mediante imágenes cerebrales.

La observación de los participantes en el experimento mediante esta tecnología reveló un aumento del flujo de sangre en diferentes áreas del cerebro o, lo que es lo mismo, un incremento de actividad en dichas regiones durante el desarrollo del juego.

Basándose en los patrones de actividad cerebral asociados al experimento, los investigadores dedujeron qué voluntarios se fijaban en la señal y quiénes no lo hacían. A partir de esta información, fueron capaces de predecir con un alto porcentaje de aciertos quienes de los participantes acertarían la dirección por la que saldrían los puntos.

Comportamiento variable

Sapir y sus colegas concluyeron del experimento que los voluntarios no siempre utilizaban la señal de la misma manera. Quizá este hecho se deba a que parte de la actividad cerebral detectada fuera producida por la lucha –cerebral- de los participantes contra una ambigüedad: sabían que la señal era cierta y permitía encontrar los puntos sólo en el 80% de los casos. Al parecer, lo que intenta hacer el cerebro en esas circunstancias es deducir una fórmula o una regla que le permita predecir si la señal es válida o fiable.

Los investigadores han podido anticipar el comportamiento de los voluntarios basando su observación en un punto de actividad cerebral hallado en el lóbulo frontal, en el así llamado "sistema de recompensa”. Es un sistema de recompensa natural que provee al organismo de una recompensa acompañada por sensaciones de placer que nos llevan a repetir la actividad. Se activa cuando realizamos actividades que nos permiten mantenernos vivos, como comer.

Este sistema, que está relacionado con la regulación de los comportamientos basados en experiencias previas, con sus consecuentes premios y castigos, ha ayudado a los investigadores a predecir mejor el nivel de acierto de los participantes. Cuando se producen lesiones en esta parte del cerebro, las personas sienten el mundo como extraño e impredecible.

Otras regiones implicadas en la observación fueron la corteza visual, que analizaba el movimiento de los puntos, así como las regiones cerebrales relacionadas con la atención visual. La corteza visual corresponde al lugar del cerebro en el cual desembocan las fibras provenientes del núcleo geniculado lateral y otras áreas que ayudan en el reconocimiento de la información.

Este estudio ha demostrado que la capacidad de acierto en los juegos de azar está relacionada con la activación de determinadas regiones cerebrales, así como que la percepción visual no depende sólo de la calidad de las señales sensoriales, sino también de la variedad de nuestras señales internas.

Saludos Cordiales

Dr. José Manuel Ferrer Guerra

Receptores de serotonina influencian a receptores de miedo y estres en el cerebro

Receptores Cerebrales al Miedo y al Estrés Influenciados por un Numero de Receptores de Serotonina

Cómo respondemos a situaciones estresantes y a tiempos difíciles se podría deber en parte a la dominancia de un marcador de superficie celular sobre otro en una región del cerebro involucrada en la regulación de respuestas y conductas emocionales, sugieren los resultados de un estudio de la Universidad de Pittsburgh presentado hoy en Neurociencias 2005, la 35ª. Reunion Anual de la Sociedad de Neurociencia. Estos dos marcadores—ambos receptores que determinan el efecto que tendrá el neurotransmisor serotonina sobre una neurona—parecen ser intermediarios claves que influencian el estado emocional y la conducta durante el estrés.

En un área localizada de la corteza prefrontal, donde se orquestan los pensamientos y la acción, el número y el índice de receptores de serotonina se encuentra directamente relacionados a la actividad de otra parte del cerebro llamada amígdala, critica en la producción de estados emocionales como el miedo. De acuerdo a Ahmad Hariri, Ph. D., líder de la investigación, este hallazgo se enfocan a lo que pudiera ser un factor fundamental contribuyente al desarrollo de trastornos psiquiátricos y a un mecanismo molecular clave como meta para el desarrollo de nuevas

Un gran reto fue buscar la asociación entre la amígdala y la las conductas emocionales y las enfermedades psiquiátricas como la depresión y la ansiedad, ya que relativamente pocos estudios han considerado la importancia de la corteza prefrontal subgenual y su relación con la actividad de la amígdala. La corteza prefrontal subgenual es un área donde la comunicación, o intercambio de lenguaje, toma lugar entre el impulso, amígdala reflexiva y la más lógica, corteza prefrontal del juicio.

"Nuestros descubrimientos previos sugieren que la corteza prefrontal subgenual proporciona un importante foro para el intercambio de palabras que es necesario para regular las emociones y las conductas emocionales. Ahora estamos aprendiendo que los receptores de serotonina en esta región sirven como mediadores importantes en dicha discusión, contribuyendo al como será el comportamiento o la respuesta en situaciones estresantes. Esto ayuda a establecer el tono de la discusión o determina si habrá o no discusión en primer lugar,” explica el Dr. Hariri, profesor asistente de psiquiatría y director del Programa de Desarrollo de la Genomita de Imágenes en la Escuela de Medicina de la Universidad de Pittsburg y del Instituto y Clínicas Western Psichiatriic.

Patrick M. Fisher, un investigador asociado trabajando con el Dr. Hariri, presento los resultados preliminares del grupo que abarca a 18 sujetos normales. El estudio es uno de los pocos que recolecta datos en sujetos de investigación usando dos diferentes métodos de imágenes, permitiendo interpretaciones mas completas que bosquejan las relaciones entre los cambios moleculares en el cerbero y las diferencias en conducta.

Usando la tomografía por emisión de positrones (PET), que proporciona detalles tridimensionales de la distribución de las estructuras moleculares, los investigadores fueron capaces de examinar la disponibilidad de los dos receptores para serotonina en regiones específicas de los cerebros de los sujetos, incluyendo la amígdala y la corteza prefrontal subgenual. Uno de estos receptores, la 5-HT1A, causa que las neuronas se inhiban cuando la serotonina las alcanza. En contraste, al alcanzarla otro receptor, la 5-HT2A, las neuronas se excitan.

Los mismos sujetos también fueron sometidos una imagen por resonancia magnética funcional (fMRI), la cual mostró las áreas del cerbero que se ocupan de diferentes tareas. Los investigadores usaron sus protocolos estandarizados por medio de los cuales a los sujetos se les mostraban fotografías en blanco y negro de expresiones faciales que reflejaban cólera o temor, una simple aunque altamente sensitiva prueba que demuestra como la amígdala reacciona a importantes estímulos ambientales.

Aquellos sujetos en los que la PET mostró un número elevado de receptores de serotonina 5-HT1A en relación a los receptores 5-HT2A en la corteza prefrontal subgenual tenían menos actividad cerebral en esta región durante la fMRI, tal como se esperaba, ya que la 5-HT1A es el receptor inhibitorio. En estos mismos sujetos, la amígdala era mucho más estimulada que aquellos que tuvieron un bajo índice de receptores 5-HT1A a H-T2A o solo más de los receptores 5-HT2A. En esencia, los investigadores encontraron que los receptores específicos de serotonina ayudaban a controlar la extensión por la cual cualquier “discusión” racional toma lugar en la corteza prefrontal subgenual. Y en ausencia de la voz de la razón, puede permitir tales deseos.

"Con esta nueva información acerca de las estructuras moleculares y celulares, estamos formándonos un cuadro mas completa acerca de los factores que conducen a la actividad de circuitos cerebrales específicos para determinar la conducta emocional,” dice el Dr. Hariri.

En estudios anteriores, el DR. Hariri y sus colegas establecieron las bases cerebrales de una relación entre la variación genética y la conducta. Estudiando gente portadora de una forma de un gen necesario para determinar la expresión del transportador de la serotonina, que, a causa de esta variación son más vulnerables a desarrollar depresión al encararse circunstancias de la vida difíciles o estresantes, los investigadores encontraron un menor entrecruzamiento en la corteza prefrontal subgenual así como una mayor actividad en la amígdala.

"Los genes solos no predicen la conducta ni necesariamente determinan el riesgo de enfermedad. Ellos simplemente producen las bases que determinaran la estructura la estructura y función de las células, como es el caos de los receptores. Por supuesto, las neuronas trabajan juntas como un sistema, y estos sistemas de neuronas operan como circuitos, colectivamente procesan información que al final resultará en una conducta particular,” explico el Dr. Hariri.

Basado en los descubrimientos de su más reciente trabajo, el Dr. Hariri planea conducir estudios adicionales para determinar el impacto de esta variación genética sobre diferencias individuales en estos receptores de serotonina y la actividad resultante de la corteza prefrontal subgenual y la amígdala. Los resultados de tales estudios deberán proporcionar gran entendimiento de las vías biológicas específicas, desde los genes a las moléculas hasta los circuitos cerebrales, contribuyendo al riesgo de enfermedad.

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Además del Dr. Hariri y mr. Fisher, trabajaropn los siguientes investigadores:

Society for Neuroscience meeting include, from the University of Pittsburgh School of Medicine, Scott K. Ziolko, Julie C. Price, Ph.D., and Carolyn C. Meltzer, M.D., department of radiology; and Eydie Moses-Kolko, M.D., and Meryl Butters, Ph.D., from the department of psychiatry. Another author, Sarah L. Berga, M.D., is now at Emory University.

La investigación fue apoyada por National Institute of Mental Health of the National Institutes of Health.


Esta historia fue adaptada de publicaciones de la University of Pittsburgh Medical Center.

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Saludos Cordiales

Dr. José Manuel Ferrer Guerra