¿Cómo reconocemos a los demás? ¿Cómo conocemos amigos de enemigos, amenazas de recompensas? ¿Cómo calcula el cerebro la multitud de señales que nos dicen que Susan no es Erica a pesar de que se parecen? La complejidad de las interacciones sociales - humanasasí como mamíferos: ha desconcertado a los investigadores del cerebro durante décadas.
Ahora, un nuevo estudio realizado en ratones por neurocientíficos regenerativos en la Facultad de Medicina de Harvard, el Instituto de Células Madre de Harvard y el Hospital General de Massachusetts proporciona información crítica sobre los circuitos neuronales y la cascada de señalización que subyacen al reconocimiento social.
Los experimentos, descritos el 8 de diciembre Comunicaciones de la naturaleza , demuestre que el reconocimiento social está regulado por una red de neuronas sensibles a la oxitocina en una parte del hipocampo, una estructura en forma de caballito de mar en el cerebro responsable de la formación de la memoria.
Los resultados se suman a un escaso pero creciente cuerpo de investigación que arroja al hipocampo bajo una nueva luz. Comúnmente descrito como el bibliotecario del cerebro, encargado de formar recuerdos a corto plazo, consolidarlos en otros a largo plazo y etiquetarlos y almacenarlos pararecuperación posterior: el papel del hipocampo en la navegación espacial ha sido bien establecido. Sin embargo, su participación en el comportamiento social en general y el reconocimiento social en particular hasta ahora ha quedado poco entendido.
Los últimos hallazgos indican que el hipocampo desempeña un papel como diferenciador de los recuerdos sociales cuando es activado por la oxitocina neuroquímica, conocida por su papel en la vinculación, la empatía y el placer sexual. Específicamente, los experimentos del equipo revelan que tiene lugar el cálculo de los estímulos socialesEn el circuito dentado Gyrus-CA3 DG-CA3, se cree que una subunidad del hipocampo desempeña el papel de un maestro catalogador, responsable de archivar memorias similares en distintas "carpetas" asegurando que se recupere el archivo correcto cuando sea necesario.
Los resultados indican que la oxitocina es un catalizador crítico que cambia el modo funcional del circuito. En ausencia de oxitocina, el circuito regula el reconocimiento de objetos.
"Nuestros resultados indican que la oxitocina usurpa este circuito neuronal preexistente dentro del hipocampo que normalmente regula la diferenciación de recuerdos similares", dijo la primera autora del estudio, Tara Raam, una estudiante graduada en neurociencia en la Universidad de Harvard. "En presencia de oxitocina, elEl circuito asume un papel adicional como regulador de la cognición social ".
Tal "cooptación", agregaron los investigadores, ilustra la eficiencia de la evolución.
"La naturaleza es ahorrativa, es parsimoniosa", dijo el investigador principal Amar Sahay, profesor asociado de la Escuela de Medicina de Harvard en el Centro de Medicina Regenerativa y el Departamento de Psiquiatría del Hospital General de Massachusetts. "No le gusta inventar diferentes componentes paradiferentes procesos. Reutiliza los existentes "
Los hallazgos del equipo de la Facultad de Medicina de Harvard pueden ayudar a explicar por qué las interrupciones en la actividad del hipocampo pueden conducir a los tipos de anomalías del comportamiento social que se observan en una variedad de afecciones del desarrollo neurológico, psiquiátrico y neurológico, especialmente los trastornos del espectro autista.
Los cálculos neuronales básicos que separan estímulos similares pero diferentes entre sí son críticos incluso en las actividades diarias más prosaicas. El trabajo anterior publicado por el equipo de Sahay indica que el tamizaje neuronal subyace en la capacidad de distinguir entre estímulos benignos y amenazantes en nuestro entorno.Dicha aritmética neuronal sale mal, como sucede en las personas con trastorno de estrés postraumático, por ejemplo, puede dar lugar a la percepción de una amenaza donde no la hay. Por ejemplo, dice Sahay, un soldado que regresó a casa del combate está conduciendo por elcamino a una cafetería. Ve algo en el camino que se parece a un artefacto explosivo improvisado.
"La vista desencadena un recuerdo anterior", dijo Sahay. "Un soldado sano descartaría el objeto, pero alguien con TEPT recuperaría la memoria inicial completa debido a la discriminación deteriorada entre estímulos similares. Esa persona percibirá el objeto benigno como unamenaza. Es una generalización excesiva del miedo "
El aviso
En el estudio actual, los científicos se centraron en un área del hipocampo conocida como la circunvolución dentada, que recibe información del entorno externo y la transmite a un grupo de neuronas conocidas como CA3, esencialmente un conducto para la información procesada en el dentadogiro.
El trabajo anterior de Sahay y otros ha sugerido que el andamio neuronal DG-CA3 juega un papel en distinguir recuerdos similares entre sí, particularmente aquellos relacionados con el espacio y el lugar: piense en acercarse a una parte familiar de la ciudad y ver un letrero o una estructura queen un instante te dice que estás en territorio conocido.
El hipocampo y su andamiaje DG-CA3, epicentros de formación y diferenciación de la memoria, lucen un intrincado circuito neuronal. Las neuronas en estas áreas están salpicadas de una gran cantidad de receptores para la oxitocina, una observación que hasta ahora había sido algo desconcertante paracientíficos.
Sahay y su equipo se preguntaron: ¿por qué los principales catalogadores del cerebro están dotados de tantos receptores para un neuroquímico afectivo? En lo que respecta al equipo de Sahay, era una señal reveladora de que la oxitocina desempeñaba una función crítica, una que vale la pena explorar más a fondo.
En una serie de experimentos, el equipo de Sahay demostró que, de hecho, la presencia de oxitocina provoca señales en todo el circuito para guiar la interacción social.
En un conjunto de experimentos, los investigadores utilizaron virus para eliminar los receptores de oxitocina en el circuito DG-CA3 de los cerebros de los ratones. A pesar de perder sus receptores de oxitocina, los animales conservaron su capacidad de diferenciar entre objetos viejos y nuevos, como tazasy cuencos. También podían distinguir entre objetos inanimados y animados: optaron, apropiadamente, por pasar tiempo con otro ratón en lugar de un cuenco vacío. La historia cambió cuando estos ratones insensibles a la oxitocina fueron puestos en situaciones sociales.ratones desconocidos, los ratones normales pasaron más tiempo con los animales desconocidos. Sin embargo, los animales que carecían de receptores de oxitocina ya no podían distinguir a sus viejos conocidos de los recién llegados, pasando tanto tiempo con los viejos amigos como con los extraños.La etiqueta social va, los animales que carecen de receptores de oxitocina eran socialmente ineptos, dijo Sahay.
El hallazgo, dice Sahay, muestra que aunque el circuito DG-CA3 regula el reconocimiento de objetos, cuando está inundado de oxitocina, también regula el reconocimiento social.
un relé neural
Mientras el hipocampo indexa nuevos recuerdos, el comportamiento social es guiado por otras regiones del cerebro. Entonces, la siguiente pregunta de los investigadores se convirtió en: Una vez que se hacen los cálculos sociales en el circuito DG-CA3, ¿cómo se transmiten fuera del hipocampo para guiar el comportamiento??
Para responder a esta pregunta, los investigadores utilizaron una técnica conocida como optogenética, que implica la modificación genética de las neuronas para hacerlas sensibles a la luz.
Para mapear la ruta precisa específica para la transmisión de la señal social, los investigadores iluminaron todas las rutas neuronales que emanan de la DG-CA3 a otras partes del cerebro. Para determinar la ruta responsable de la conducción de las memorias sociales, los científicos activaron y desactivaronvarias vías neuronales y observó el efecto sobre el comportamiento animal.
Los resultados revelaron una carretera neural que comienza en el circuito DG-CA3. Desde allí, las señales sociales se transmiten a la parte posterior del hipocampo, que a su vez envía los datos fuera del hipocampo a un área en el cerebro anterior llamada núcleoAccumbens, conocido por gobernar una variedad de comportamientos sociales y desempeñar un papel en la búsqueda de recompensas, aversión, adicción y placer.
Tomados en conjunto, los hallazgos revelan que los receptores de oxitocina actúan como catalizadores críticos que encienden el cálculo neuronal de los estímulos sociales en un circuito específico dentro del hipocampo, que transmite las señales a otras regiones del cerebro para su posterior análisis y posterior toma de decisiones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Medicina de Harvard . Original escrito por Ekaterina Pesheva. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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