El estudio en ratones y personas ofrece un nuevo enfoque para investigar las enfermedades mentales: ScienceDaily

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La humilde rata de laboratorio proporcionó pistas invaluables para comprender enfermedades que van desde el cáncer hasta la diabetes y el COVID-19. Pero cuando se trata de condiciones psiquiátricas, la rata de laboratorio ha sido dejada de lado, su mente de roedor se considera demasiado diferente a la de los humanos para proporcionar mucha información sobre las enfermedades mentales.

Sin embargo, un nuevo estudio muestra que existen vínculos importantes entre la mente humana y la de los ratones en cuanto a cómo funcionan y cómo funcionan mal. Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis han ideado un enfoque riguroso para estudiar cómo se producen las alucinaciones en el cerebro, proporcionando un punto de entrada prometedor para el desarrollo de nuevas terapias muy necesarias para la esquizofrenia.

El estudio, publicado el 2 de abril en la revista Ciencia, propone una forma de sondear las raíces biológicas de un síntoma que define la psicosis: las alucinaciones. Los investigadores entrenaron a personas y ratones para completar una tarea basada en computadora que les hizo escuchar sonidos imaginarios. Al analizar el desempeño de la tarea, los investigadores pudieron medir objetivamente eventos similares a alucinaciones en personas y ratones. Este enfoque innovador les permitió estudiar los circuitos neuronales subyacentes a las alucinaciones, abriendo los síntomas mentales al tipo de estudios científicos que han sido tan fructíferos para las enfermedades de otras partes del cuerpo.

“Es tan fácil aceptar el argumento de que la psicosis es algo fundamentalmente humano y decir, ‘Olvídense de los ratones'”, dijo el autor principal Adam Kepecs, PhD, profesor de neurociencia y psiquiatría e investigador de BJC en la Escuela de Medicina. “Pero en este momento, estamos fallando a las personas con afecciones psiquiátricas graves. El pronóstico de los pacientes psicóticos no ha mejorado sustancialmente en las últimas décadas, y eso se debe a que no entendemos realmente la neurobiología de la enfermedad. Los modelos animales han impulsado progreso en el campo de la biomedicina. No avanzaremos en el tratamiento de las enfermedades psiquiátricas hasta que tengamos una buena forma de modelarlas en animales “.

La psicosis ocurre cuando una persona pierde el contacto con la realidad. Durante un episodio psicótico, las personas pueden adquirir creencias falsas (delirios) o creer con seguridad que están viendo o escuchando cosas que no suceden (alucinaciones). Un episodio psicótico puede ser un signo de una enfermedad mental grave como la esquizofrenia o el trastorno bipolar, pero incluso las personas sin enfermedad mental pueden experimentar síntomas como alucinaciones.

Para estudiar cómo ocurren las alucinaciones, Kepecs, con la autora principal Katharina Schmack, MD, PhD, del Cold Spring Harbor Laboratory y sus colegas, creó un juego de computadora que podría ser completado por personas y ratones. Los investigadores reprodujeron un sonido particular y los sujetos indicaron que lo escucharon haciendo clic en un botón (personas) o metiendo la nariz en una puerta (ratones). La tarea se hizo difícil al oscurecer el sonido con ruido de fondo. Las personas en el estudio calificaron qué tan seguros se sentían de haber identificado con precisión un sonido real moviendo un control deslizante en una escala; los ratones indicaron su confianza cuánto tiempo esperaron por una recompensa. Cuando un sujeto informó con confianza haber escuchado un sonido que en realidad no se estaba reproduciendo, los investigadores lo etiquetaron como un evento similar a una alucinación.

Aunque de diseño simple, la tarea parecía aprovechar los circuitos cerebrales subyacentes a las alucinaciones. Las personas con múltiples eventos similares a alucinaciones durante el experimento también fueron más propensas a experimentar alucinaciones espontáneas, según lo medido por cuestionarios diseñados para evaluar los síntomas psiquiátricos en la población general, incluso si ningún participante fue diagnosticado con una condición psiquiátrica.

Las creencias y expectativas de las personas pueden hacer que experimenten alucinaciones. Esperar escuchar una determinada palabra hace que sea más probable que las personas informen que realmente la escucharon, incluso cuando no se pronunció. De hecho, estudios anteriores han demostrado que las personas propensas a las alucinaciones son particularmente susceptibles a este tipo de tentación.

“El lenguaje humano es muy difícil de entender en un entorno ruidoso”, dijo Kepecs. “Siempre estamos equilibrando nuestro conocimiento previo del lenguaje humano con lo que estamos escuchando en este momento para entender el lenguaje hablado. Puedes imaginar fácilmente que este sistema puede estar desequilibrado y de repente estás escuchando cosas”.

Para probar si los ratones también pueden activarse de la misma manera, Kepecs y sus colegas manipularon las expectativas de los ratones ajustando la frecuencia con la que se reproducía el sonido. Cuando el sonido se reproducía con frecuencia, era aún más probable que los ratones informaran con confianza pero erróneamente que lo habían escuchado, de forma similar a las personas.

Para conectar mejor la experiencia humana y del ratón, los investigadores también utilizaron un fármaco que induce alucinaciones. La ketamina puede inducir distorsiones en la percepción de la vista y el sonido y puede desencadenar episodios psicóticos en personas sanas. Los ratones que recibieron ketamina antes de realizar la actividad también informaron más eventos parecidos a las alucinaciones.

Después de establecer estas similitudes cruciales entre ratones y personas, los investigadores estudiaron las raíces biológicas de las alucinaciones. Al estudiar a los ratones, podrían usar un arsenal de tecnologías para monitorear y controlar los circuitos cerebrales para comprender qué sucede durante los eventos similares a las alucinaciones.

Se sabe desde hace mucho tiempo que la dopamina, una sustancia química del cerebro, desempeña un papel en las alucinaciones. Las personas que sufren de alucinaciones pueden recibir tratamiento con fármacos antipsicóticos que bloquean la dopamina. Pero se desconoce cómo la dopamina cambia los circuitos cerebrales para producir alucinaciones.

Mientras estudiaban a los ratones, los investigadores observaron que los aumentos en los niveles de dopamina precedieron a eventos similares a las alucinaciones y que los aumentos artificiales en los niveles de dopamina indujeron más eventos similares a las alucinaciones. Estos efectos conductuales podrían bloquearse administrando el fármaco antipsicótico haloperidol, que bloquea la dopamina.

“Parece haber un circuito neuronal en el cerebro que equilibra las creencias y la evidencia anteriores, y cuanto más alto es el nivel de dopamina de referencia, más confía en sus creencias anteriores”, dijo Kepecs. “Creemos que las alucinaciones ocurren cuando este circuito neuronal se desequilibra y los antipsicóticos lo reequilibran. Nuestro juego de computadora probablemente activa este mismo circuito, por lo que los eventos similares a las alucinaciones reflejan este desequilibrio del circuito. Estamos muy entusiasmados con este enfoque computacional para estudiar. especie, lo que nos permite sondear finalmente las raíces neurobiológicas de esta misteriosa experiencia “.

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