El área clave del cerebro juega un papel crucial en la adicción
Una nueva investigación encuentra que el cerebelo, una gran parte del cerebro humano que los científicos pensaban que estaba involucrado principalmente en el control motor, puede desempeñar un papel clave en la búsqueda de recompensas y los comportamientos sociales. Los hallazgos pueden ayudar a informar futuras terapias para tratar la adicción.
Investigaciones recientes han insinuado el hecho de que, además del movimiento, el cerebelo del cerebro también puede ayudar a controlar las funciones cognitivas, como el lenguaje, el aprendizaje y la atención.
Ahora, los científicos de la Facultad de Medicina Albert Einstein en Bronx, Nueva York, sugieren que esta área también podría regular el procesamiento de recompensas y la adicción.
Kamran Khodakhah, Ph.D., profesor y presidente del Departamento de Neurociencia Dominick P. Purpura en Einstein, dirigió el nuevo estudio. Los científicos realizaron el estudio en ratones.
El profesor Khodakhah y su equipo publicaron sus resultados en la revista Ciencias. Ilaria Carta, investigadora de doctorado en Einstein, y Christopher Chen, Ph.D., son los primeros autores del artículo.
¿Por qué estudiar el cerebelo?
El profesor Khodakhah y sus colegas se vieron motivados en su esfuerzo de investigación por estudios más recientes que han insinuado el papel del cerebelo en la adicción y la interacción social.
Por ejemplo, algunos estudios han encontrado que el cerebelo no funciona correctamente en personas con comportamiento adictivo, trastorno del espectro autista (TEA), síndrome cognitivo afectivo y esquizofrenia.
Otros estudios de resonancia magnética han demostrado que el cerebelo de las personas que viven con adicción es hiperactivo en respuesta a los estímulos con los que se relaciona su adicción, como la imagen de una jeringa.
"La noción de que el cerebelo hacía mucho más que controlar el movimiento fue recibida con mucho escepticismo", explica el autor principal del estudio, "y nadie tenía pistas reales sobre cómo el cerebelo podría afectar la liberación de dopamina".
Los científicos han denominado a la dopamina como el neurotransmisor del "sexo, las drogas y el rock'n'roll" debido a su papel clave en el comportamiento de búsqueda de recompensas. Cuando los humanos, o primates, reciben una recompensa placentera, ya sea al final de un proceso de aprendizaje o con fines recreativos, su cuerpo libera la hormona.
Otra área del cerebro que los científicos han implicado en el procesamiento de recompensas es la llamada área tegmental ventral (VTA). Entonces, en el estudio actual, los científicos plantearon la hipótesis de que las neuronas del cerebelo se comunicarían de alguna manera con las neuronas VTA, que son responsables de la liberación de dopamina.
Usando luz para estudiar neuronas en ratones
Los científicos utilizaron la optogenética para probar su hipótesis. La optogenética es una técnica en la que los científicos modifican genéticamente las neuronas para que respondan a la luz.
Al inducir genéticamente la fotosensibilidad, los investigadores pudieron activar selectivamente los axones de las neuronas en el cerebelo. Al hacerlo, querían ver cómo se verían afectadas las neuronas del VTA.
Un tercio de las neuronas VTA se activaron en respuesta a la estimulación de los axones, lo que demuestra que las neuronas del cerebelo se comunican con las del VTA.
A continuación, los científicos querían ver cómo, en todo caso, esta comunicación interneuronal afectaba el comportamiento de búsqueda de recompensas. Para examinar este aspecto, los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos en ratones.
Cómo afecta el cerebelo la búsqueda de recompensas
En el primer experimento, los roedores tenían libertad para explorar las cuatro esquinas de una habitación, pero cuando llegaron a una esquina específica, los investigadores estimularon las neuronas cerebelosas de los roedores utilizando optogenética.
Los científicos plantearon la hipótesis de que, si la estimulación fuera placentera, los roedores continuarían buscando el comportamiento gratificante, es decir, volverían repetidamente a la esquina donde recibieron la estimulación placentera.
Como esperaba el equipo, los roedores estimulados optaron por regresar a ese mismo rincón con más frecuencia que los ratones de control.
A continuación, para confirmar que la estimulación de los axones de las neuronas cerebelosas desempeñaba un papel en la adicción, los investigadores acondicionaron a los ratones para que recibieran una estimulación placentera de estos axones en un área bien iluminada.
Por lo general, los ratones evitan las luces brillantes y tienden a sentirse más cómodos en la oscuridad, donde pueden evitar a los depredadores. Pero en este experimento final, optaron por ir en contra de sus preferencias habituales, en aras de la estimulación placentera.
"Aunque los ratones normalmente evitan las áreas brillantes, ahora corren preferentemente hacia la luz, porque ahí es donde recordaban haber recibido una recompensa [...] Esto sugiere que el cerebelo juega un papel en los comportamientos adictivos".
Prof. Kamran Khodakhah
El cerebelo también es clave para el comportamiento social
Otro experimento reveló que la vía entre los axones cerebelosos y las neuronas VTA también juega un papel en el comportamiento social.
Los investigadores pusieron ratones en una caja con tres cámaras. Los roedores tenían la opción de interactuar con un objeto, otro ratón o estar solos en un área vacía.
Cuando optaron por interactuar socialmente, la vía de los axones cerebelosos-neuronas VTA fue más activa. Sin embargo, cuando los científicos utilizaron la optogenética para silenciar esta vía neuronal, los roedores eligieron estar solos o interactuar con el objeto inanimado.
Los resultados sugirieron a los investigadores que la vía de los axones cerebelosos-neuronas VTA puede ser disfuncional en personas con TEA.
“Nuestros datos apoyan el papel del cerebelo en el procesamiento de recompensas y en el control del comportamiento social”, concluyen los autores.
"Proponemos que esta [...] vía puede explicar, al menos en parte, la asociación entre el cerebelo y las conductas adictivas, y proporciona una base para un papel del cerebelo en otras conductas motivadas y sociales".
