El descubrimiento de la mente arroja luz sobre la adicción

Una nueva investigación arroja luz sobre el procesamiento neuronal de diferentes clases de recompensas en ratones, con posibles implicaciones para comprender los trastornos por uso de sustancias en humanos.

Drogas como la morfina y la cocaína distorsionan fundamentalmente el sistema de recompensa del cerebro, creando la necesidad de consumir y, al mismo tiempo, desequilibran los impulsos naturales de comer y beber.

Ahora, los investigadores han identificado, por primera vez, una vía de recompensa común que puede servir como centro para reorganizar esas prioridades fundamentales.

Los hallazgos aparecen en Ciencia.

«Sabemos desde hace décadas que las recompensas naturales, como la comida y las drogas, pueden activar la misma región del cerebro», dice Jeffrey F. Friedman, profesor de la Universidad Rockefeller.

“Pero lo que acabamos de aprender es que impactan la actividad neuronal de maneras sorprendentemente diferentes. Uno de los puntos clave aquí es que las drogas adictivas tienen efectos patológicos en estas vías neuronales, es decir, distintos de, digamos, la respuesta fisiológica de comer cuando se tiene hambre o beber un vaso de agua cuando se tiene sed.

Ubicado en el prosencéfalo, el núcleo accumbens (NAc) participa en el procesamiento de las recompensas y el deseo de comida, sexo, interacción social y sustancias adictivas. La NAc, en estrecha colaboración con los neurotransmisores dopamina y serotonina que modulan el placer y el estado de ánimo, influye en la toma de decisiones al integrar la motivación, el refuerzo y el placer, esencialmente animando a los animales a realizar repetidamente actividades que les hagan sentir bien con regularidad.

«La NAc es un nodo clave donde las neuronas subyacentes receptoras de dopamina dirigen y afinan el comportamiento de los animales hacia sus objetivos», dice Bowen Tan, estudiante de posgrado en el laboratorio de Friedman. «Lo que no hemos podido entender es cómo la exposición repetida a las drogas corrompe estas neuronas, lo que resulta en un comportamiento intensificado de búsqueda de drogas y un alejamiento de los objetivos saludables».

Para responder a esa pregunta, Friedman y Tan se asociaron con Eric J. Nestler, psiquiatra y experto en neurobiología molecular de la adicción a las drogas y la depresión, de Mount Sinai. Juntos recurrieron a Alipasha Vaziri de Rockefeller para superar las limitaciones técnicas que habían obstaculizado el trabajo de campo anterior. Las técnicas de imágenes cerebrales desarrolladas en el laboratorio de Vaziri se encuentran entre las únicas herramientas capaces de capturar la mayor parte de la corteza del ratón en tiempo real y en alta resolución. Pero en este caso, los investigadores también necesitaban la capacidad de registrar neuronas a gran profundidad de tejido, para poder obtener imágenes de la actividad neuronal con resolución unicelular en la NAc.

«Avanzar en nuestra comprensión de la intrincada red conectada dentro del cerebro requiere la innovación de tecnologías de imágenes avanzadas que puedan capturar la actividad neuronal en regiones cerebrales distantes, pero también la de aquellas en regiones más profundas», dice Vaziri.

El equipo finalmente descubrió que la cocaína y la morfina activan cada una un subconjunto específico de neuronas que también responden al consumo de una recompensa natural en la NAc del ratón. Tanto la cocaína como la morfina activaron las neuronas espinosas medias D1 en la NAc (implicadas en el refuerzo positivo y la motivación), mientras que la morfina también activó las neuronas espinosas medias D2 (implicadas en la reducción o inhibición de las respuestas a estímulos gratificantes).

Esta respuesta específica del tipo de célula en la NAc fue inesperada.

«Aunque tanto las drogas como las recompensas naturales activan un conjunto superpuesto de neuronas de la columna media, la cocaína y la morfina activan distintos tipos de células». dice Tan.

«Sus distintas acciones dentro de la NAc resaltan cómo las diversas dinámicas neuronales provocadas por las drogas dan forma en última instancia a los diferentes resultados fisiológicos y de comportamiento observados en relación con las recompensas naturales».

Luego, utilizando una combinación de técnicas moleculares y genómicas avanzadas, incluidas FOS-Seq, perturbación CRISPR y snRNAseq, los investigadores identificaron por primera vez cómo la adicción a las drogas altera los impulsos naturales: aprovechando una vía molecular lúdica. La plasticidad neuronal tiene un papel crucial, el proceso que utilizan las neuronas para mejorar el aprendizaje y la memoria.

Cuando los fármacos activan las neuronas que expresan este gen, conocido como Rheb, estimula una vía conocida como mTOR, que probablemente cambia la forma en que las neuronas se comunican, aprenden y recuerdan los estímulos de los alimentos y el agua. Esto puede explicar por qué los ratones y los humanos adictos a estas sustancias parecen casi olvidar la necesidad de comer y beber, estímulos que el cerebro debería reforzar como recompensa.

El equipo ahora planea profundizar en la biología celular de la neurociencia de la adicción, en parte identificando cómo otras regiones del cerebro trabajan juntas para influir en la adicción.

«Una gran parte de nuestra investigación en curso se dirigirá a definir cómo el complejo flujo de información se incorpora a los cálculos de valor en las células cerebrales y cómo ese mecanismo crucial permite que las drogas superen el procesamiento de recompensa natural, que conduce a la adicción». dice Nestler.

Fuente: Universidad Rockefeller