Neuronas Pnoc en el BNST mostradas en verde. Crédito: Hiroshi Nomura, PhD
Una hazaña de neurociencia básica codirigida por científicos de la Facultad de Medicina de la UNC, el descubrimiento de un conjunto de neuronas relacionadas con la excitación podría ayudar a los científicos a desarrollar mejores tratamientos para los trastornos de ansiedad, enfermedades psiquiátricas.
Las emociones fuertes como el miedo y la ansiedad tienden a ir acompañadas y reforzadas por cambios corporales medibles que incluyen aumento de la presión arterial, frecuencia cardíaca y respiración, y dilatación de las pupilas de los ojos. Estas llamadas “respuestas de excitación fisiológica” suelen ser anormalmente altas o bajas en enfermedades psiquiátricas como los trastornos de ansiedad y la depresión. Ahora, los científicos de la Facultad de Medicina de la UNC han identificado una población de células cerebrales cuya actividad parece impulsar tales respuestas de excitación.
Los científicos, cuyo estudio se publica en Informes de celda, descubrió que forzar artificialmente la actividad de estas células cerebrales en ratones producía una respuesta de excitación en forma de pupilas dilatadas y frecuencia cardíaca más rápida, y empeoraba los comportamientos similares a la ansiedad.
El hallazgo ayuda a iluminar las raíces neuronales de las emociones y apunta a la posibilidad de que la contraparte del cerebro humano de la población recientemente identificada de neuronas relacionadas con la excitación pueda ser un objetivo de futuros tratamientos para los trastornos de ansiedad y otras enfermedades que implican respuestas de excitación anormales.
“Centrarse en las respuestas de excitación podría ofrecer una nueva forma de intervenir en los trastornos psiquiátricos”, dijo el primer autor José Rodríguez-Romaguera, PhD, profesor asistente en el Departamento de Psiquiatría de la UNC y miembro del Centro de Neurociencias de la UNC, y codirector de Carolina Stress Initiative en la Facultad de Medicina de la UNC.
Rodríguez-Romaguera y el co-primer autor Randall Ung, PhD, estudiante de MD-PhD y profesor asistente adjunto en el Departamento de Psiquiatría, dirigieron este estudio cuando eran miembros del laboratorio UNC de Garret Stuber, PhD, quien ahora está en el Universidad de Washington.
“Este trabajo no solo identifica una nueva población de neuronas implicadas en la excitación y la ansiedad, sino que también abre la puerta a experimentos futuros para examinar sistemáticamente cómo los tipos de células definidos molecularmente contribuyen a estados emocionales y fisiológicos complejos”, dijo Stuber. “Esto será fundamental en el futuro para desarrollar nuevos tratamientos para los trastornos neuropsiquiátricos”.
Los trastornos de ansiedad, depresión y otros trastornos que presentan respuestas de excitación anormalmente altas o bajas afectan a una gran fracción de la población humana, incluidas decenas de millones de adultos solo en los Estados Unidos. Los tratamientos pueden aliviar los síntomas, pero muchos tienen efectos secundarios adversos y, por lo general, las causas fundamentales de estos trastornos siguen siendo desconocidas.
Desenredar estas raíces en medio de la complejidad del cerebro ha sido un desafío enorme, uno que la tecnología de laboratorio ha comenzado a superar recientemente.
Rodríguez-Romaguera, Ung, Stuber y sus colegas examinaron una región del cerebro dentro de la amígdala llamada BNST (núcleo del lecho de la estría terminal), que se ha relacionado en investigaciones anteriores con comportamientos similares al miedo y la ansiedad en ratones. Cada vez más, los científicos ven esta región como un objetivo prometedor para los futuros medicamentos psiquiátricos. En este caso, los investigadores se centraron en un conjunto de neuronas BNST que expresan un gen neurotransmisor, Pnoc, conocido por estar relacionado con la sensibilidad al dolor y más recientemente con la motivación.
El equipo utilizó una técnica relativamente nueva llamada microscopía de dos fotones para obtener imágenes directamente de BNST. Pnoc neuronas en el cerebro de los ratones, mientras que a los ratones se les presentaron olores nocivos o atractivos, estímulos que inducen de manera confiable comportamientos de miedo / ansiedad y recompensa, respectivamente, junto con las respuestas de excitación apropiadas. De esta manera, los científicos encontraron que la actividad en estas neuronas tendía a ir acompañada de la rápida dilatación de las pupilas de los ratones cuando los animales se presentaban con cualquiera de estos estímulos de olor.
Luego, los investigadores utilizaron otra técnica avanzada llamada optogenética, que usa la luz para controlar las células modificadas genéticamente, para impulsar artificialmente la actividad del BNST. Pnoc neuronas. Descubrieron que estimular a BNST Pnoc La actividad desencadenó una respuesta pupilar, así como un aumento de la frecuencia cardíaca. La conducción optogenética de las neuronas mientras los ratones se sometían a una prueba de laberinto que inducía la ansiedad (tradicionalmente utilizada para evaluar los medicamentos contra la ansiedad) aumentó los signos de ansiedad de los animales, mientras que la desactivación optogenética de las neuronas tuvo el efecto contrario.
“Básicamente, descubrimos que al activar estos BNST Pnoc las neuronas generan respuestas de excitación y empeoran los estados similares a la ansiedad ”, dijo Rodríguez-Romaguera.
El descubrimiento es principalmente una hazaña de la neurociencia básica. Pero también sugiere que apuntar a las neuronas que impulsan la excitación como BNST Pnoc Las neuronas con fármacos futuros podrían ser una buena forma de reducir las respuestas anormalmente fuertes a los estímulos negativos en los trastornos de ansiedad, por ejemplo, y de impulsar las respuestas anormalmente débiles a los estímulos positivos en la depresión.
El estudio descubrió evidencia de que BNST Pnoc las neuronas no son todas iguales, pero difieren en sus respuestas a estímulos positivos o negativos, y los investigadores ahora están catalogando estos BNST Pnoc subgrupos de neuronas.
“Incluso esta pequeña parte de la amígdala es un sistema complejo con diferentes tipos de neuronas”, dijo Ung. Analizar esto nos ayudará a comprender mejor cómo funciona este sistema “.
Referencia: “Las neuronas que expresan prepronociceptina en la amígdala extendida codifican y promueven respuestas de excitación rápida a estímulos motivadores sobresalientes” por José Rodríguez-Romaguera, Randall L. Ung, Hiroshi Nomura, James M. Otis, Marcus L. Basiri, Vijay MK Namboodiri, Xueqi Zhu, J. Elliott Robinson, Hanna E. van den Munkhof, Jenna A. McHenry, Louisa EH Eckman, Oksana Kosyk, Thomas C. Jhou, Thomas L. Kash, Michael R. Bruchas y Garret D. Stuber, 10 de noviembre de 2020 , Informes de celda.
DOI: 10.1016 / j.celrep.2020.108362
Los otros coautores del estudio fueron Hiroshi Nomura, James Otis, Marcus Basiri, Vijay Namboodiri, Xueqi Zhu, Elliott Robinson, Hanna van den Munkhof, Jenna McHenry, Louisa Eckman, Oksana Kosyk, Thomas Jhou, Thomas Kash y Michael Bruchas. .
La investigación fue apoyada por el Instituto Nacional de Salud Mental (F32-MH113327, F30-MH115693, K99-MH118422, T32-MH093315, K99-MH115165, R01-MH112355), el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (T32-NS007431) , el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (R01-HL150836), el Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas (F32-DA041184, R37-DA032750 & R01-DA038168), la Children’s Tumor Foundation, la Brain and Behavior Research Foundation y Premio Yang Biomedical Scholars.
Source: SciTechDaily by scitechdaily.com.
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