Nuestra vida cotidiana se basa en el movimiento planificado a través del entorno para lograr los objetivos. Un nuevo estudio realizado por neurocientíficos del MIT en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria identifica una región cerebral bien conectada como un vínculo crucial entre los circuitos que guían el movimiento dirigido por objetivos y motivadocomportamiento.
publicado el 19 de septiembre Biología actual , la investigación muestra que el tabique lateral LS, una región considerada integral para el comportamiento de modulación e implicada en muchos trastornos psiquiátricos, codifica directamente información sobre la velocidad y la aceleración de un animal mientras navega y aprende cómo obtener una recompensa enun ambiente.
"Completar una tarea simple, como adquirir comida para la cena, requiere la participación y coordinación de una gran cantidad de regiones del cerebro, y el peso de una serie de factores: por ejemplo, cuánto esfuerzo es obtener comidade la nevera frente a un restaurante ", dijo Hannah Wirtshafter, autora principal del estudio." Hemos descubierto que el LS puede estar ayudándole a tomar algunas de esas decisiones. Que el LS representa el lugar, el movimiento y la información motivadora puede permitir el LSpara ayudarlo a integrar u optimizar el rendimiento a través de consideraciones de lugar, velocidad y otras señales ambientales "
Investigaciones anteriores han atribuido importantes funciones de comportamiento al LS, como la modulación de la ansiedad, la agresión y el afecto. También se cree que está involucrado en la adicción, la psicosis, la depresión y la ansiedad. Los neurocientíficos han rastreado sus conexiones con el hipocampo, uncentro crucial para codificar recuerdos espaciales y asociarlos con el contexto, y al área tegmental ventral VTA, una región que media los comportamientos dirigidos a objetivos a través del neurotransmisor dopamina. Pero hasta ahora, nadie había demostrado que el LS rastrea directamente el movimiento ocomunicado con el hipocampo, por ejemplo, sincronizando ciertos ritmos neuronales, sobre el movimiento y el contexto espacial de la recompensa.
"El hipocampo es una de las regiones más estudiadas del cerebro debido a su participación en la memoria, la navegación espacial y una gran cantidad de enfermedades como la enfermedad de Alzheimer", dijo Wirtshafter, quien recientemente obtuvo su doctorado trabajando en la investigación comoestudiante graduado en el laboratorio del autor principal Matthew Wilson, profesor de neurobiología de Sherman Fairchild. "Comparativamente, se sabe poco sobre el tabique lateral, a pesar de que recibe una gran cantidad de información del hipocampo y está conectado a múltiples áreas involucradas en la motivación ymovimiento."
Wilson dijo que el estudio ayuda a aclarar la importancia del LS como una encrucijada de información de movimiento y motivación entre regiones como el hipocampo y el VTA.
"El descubrimiento de que la actividad en el LS está controlada por el movimiento apunta a un vínculo entre el movimiento y el control dopaminérgico a través del LS que podría ser relevante para la memoria, la cognición y la enfermedad", dijo.
Rastreando pensamientos
Wirtshafter pudo observar directamente las interacciones entre el LS y el hipocampo al registrar simultáneamente la actividad de picos eléctricos de cientos de neuronas en cada región en ratas, tanto mientras buscaban una recompensa en un laberinto en forma de T, como cuando se acondicionaronasociar señales de luz y sonido con una recompensa en un entorno de caja abierta.
En esos datos, ella y Wilson observaron un código de aumento de velocidad y aceleración en el área dorsal del LS, y vieron signos claros de que una población superpuesta de neuronas procesaba información basada en señales del hipocampo, incluida la actividad de aumento bloqueada en el hipocamporitmos cerebrales, disparos dependientes de la ubicación en el laberinto en T y respuestas de señal y recompensa durante la tarea de acondicionamiento. Estas observaciones sugirieron a los investigadores que el tabique puede servir como un punto de convergencia de información sobre el movimiento y el contexto espacial.
Las mediciones de Wirtshafter también mostraron que la coordinación del aumento de LS con el ritmo theta del hipocampo se mejora selectivamente durante el comportamiento de elección que se basa en la memoria de trabajo espacial, lo que sugiere que el LS puede ser un relevo clave de información sobre el resultado de la elección durante la navegación.
Poner el movimiento en contexto
En general, los hallazgos sugieren que la señalización relacionada con el movimiento en el LS, combinada con la información que recibe del hipocampo, puede permitir que el LS contribuya a la conciencia de un animal de su propia posición en el espacio, así como su capacidad paraevaluar los cambios relevantes en la tarea en el contexto que surgen del movimiento del animal, como cuando ha alcanzado un punto de elección, dijeron Wilson y Wirtshafter.
Esto también sugiere que la capacidad informada del LS para modular el afecto y el comportamiento puede ser el resultado de su capacidad para evaluar cómo cambian los estados internos durante el movimiento, y las consecuencias y resultados de estos cambios. Por ejemplo, el LS puede contribuir a dirigir el movimientohacia o lejos de la ubicación de un estímulo positivo o negativo.
El nuevo estudio, por lo tanto, ofrece nuevas perspectivas sobre el papel del tabique lateral en el comportamiento dirigido, agregaron los investigadores, y dadas las asociaciones conocidas del LS con algunos trastornos, también puede ofrecer nuevas implicaciones para una comprensión más amplia de los mecanismos que relacionan el estado de ánimo, motivación y movimiento, y la base neuropsiquiátrica de las enfermedades mentales.
"Comprender cómo funciona el LS en el movimiento y la motivación nos ayudará a comprender cómo el cerebro toma decisiones básicas y cómo la interrupción en estos procesados puede conducir a diferentes trastornos", dijo Wirtshafter.
Una beca de posgrado de Ciencia e Ingeniería de Defensa Nacional y la Fundación JPB financiaron la investigación.
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Materiales proporcionado por Instituto Picower en el MIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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