Los mapas neuronales utilizados para localizar recompensas podrían verse alterados en la demencia y aumentados en la adicción
Imagina que vas caminando al trabajo cuando ocurre lo indescriptible: tu cafetería favorita, donde paras todos los días, está cerrada. Aturdido, te diriges a una cafetería recién inaugurada a un par de manzanas, que, te alegra descubrir, prepara un café matutino realmente bueno. Pronto, te encuentras deseando parar en la nueva ubicación en lugar de la anterior. Ese cambio probablemente altera más que solo tu rutina matutina. Cada vez que visitas esa nueva cafetería, la experiencia probablemente fortalece un mapa neuronal que marca la posición de las experiencias gratificantes; un mapa que puede guiarte de vuelta a esas experiencias incluso a kilómetros de distancia.
Si bien la existencia de un mapa de recompensas ya es conocida por trabajos anteriores, los investigadores de Wu Tsai Neuro que trabajan con ratones se sorprendieron al descubrir que el mapa persiste incluso cuando los ratones se alejan muchos metros de una golosina y que se actualiza casi inmediatamente cuando cambia la ubicación de la golosina. El trabajo ha sido publicado en Nature Neuroscience.
Los resultados podrían arrojar luz sobre una variedad de condiciones humanas, incluida la demencia y la adicción, además de iluminar un aspecto importante de cómo los animales sobreviven en la naturaleza.
Para estudiar cómo se codifican las experiencias gratificantes en el cerebro de los ratones, los investigadores primero reemplazaron un fragmento del cráneo de un ratón con una ventana transparente. Esto permitió a los investigadores usar una técnica sensible llamada microscopía de dos fotones para observar la actividad neuronal en tiempo real en una región del cerebro llamada hipocampo.
Los ratones tuvieron que permanecer bajo un microscopio estacionario para que la técnica funcionara, así que en lugar de permitir que los animales buscaran recompensas en la vida real, los investigadores utilizaron un entorno de realidad virtual.
Los ratones corrían sobre ruedas rodeados de tres grandes monitores que reproducían un vídeo de un pasillo que avanzaba a medida que corrían, como si se tratara de un videojuego en “primera persona”. Los investigadores programaron el aparato para que dispensara una gota de agua azucarada al ratón cuando se acercaba a un punto concreto del entorno virtual. A continuación, el equipo movió la ubicación virtual del agua azucarada y observó cómo se adaptaba la actividad neuronal cerebral.
Como esperaban, una población de neuronas en el hipocampo mantenía un mapa estable del entorno. Menos esperada fue la observación de que otra población de neuronas se activaba y desactivaba fluidamente al cambiar la ubicación de la recompensa, lo que añadía una capa de adaptabilidad que permitía al ratón ajustarse fácilmente al cambiar la ubicación del alimento, una táctica importante en la naturaleza.
Las neuronas que componen ambos mapas tampoco son completamente distintas. De hecho, las neuronas que componen el mapa espacial a veces pueden pasar a participar en el mapa de recompensa y viceversa. Sin embargo, el número total de neuronas en el mapa espacial se mantuvo relativamente constante, mientras que el número de neuronas que componen el mapa de recompensa aumentó a medida que el ratón revisitaba la recompensa. Con el tiempo, el mapa de recompensas podría rastrear la posición de un animal en relación con el agua azucarada a metros de distancia. A escala humana, esto podría equivaler a muchas manzanas de una ciudad.
Cuando los investigadores cambiaron la posición de la golosina, «el cambio a nivel neuronal fue evidente incluso antes que el cambio a nivel conductual», . Esto podría significar que el mapa neuronal de recompensa influye en el comportamiento futuro del ratón tanto como su comportamiento pasado influye en dicho mapa.
Existe evidencia de que los humanos también almacenan los lugares a los que desean regresar en un conjunto de neuronas distinto al utilizado para mapear su entorno general. Los investigadores creen que comprender las conexiones entre estos dos mapas podría ser relevante para la demencia y las adicciones.
- Fuente: MedicalXpress
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