Nuestro cerebro está constantemente comprometido en soliloquios. Estas comunicaciones internas generalmente también son bombardeadas con eventos sensoriales externos. Por lo tanto, el impacto de los dos procesos neuronales debe ajustarse permanentemente para evitar su desequilibrio. Un equipo de científicos de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) reveló el papel del neurotransmisor Serotonina en este escenario, según refiere este artículo revisado por la Dra. Emily Henderson, B.Sc, y publicado originalmente por la página de información médica NEWS MEDICAL, en su portal web news-medical.net.
Descubrieron que distintos tipos de receptores serotoninérgicos controlan la ganancia de ambas corrientes de información de manera separable. Su hallazgo puede facilitar nuevos conceptos de diagnóstico y terapia de trastornos neuronales relacionados con el mal funcionamiento del sistema de serotonina. El estudio se publica en línea en la revista de acceso abierto eLife el 7 de abril de 2020.
Impactando en diferentes flujos de información en el cerebro
«El siguiente ejemplo de la vida cotidiana puede esbozar la tarea que el cerebro necesita resolver», explica el Dr. Dirk Jancke, Jefe del Grupo de Imágenes Ópticas del Instituto de Computación Neural: «Imagínese sentado con su familia en la cena, un debate acalorado es para saber cómo organizar adecuadamente algunos asuntos internos.
De repente, el teléfono comienza a sonar; usted está contestando mientras continúa la discusión familiar. Para entender correctamente a la persona que llama, la multitud en la parte de atrás debe hablar más bajo o la persona que llama necesita hablar «Por lo tanto, el volumen de cada conversación interna de fondo y llamada externa debe ajustarse adecuadamente para garantizar la transferencia de información no interferida, es decir, separable». Como en esta anécdota, procesos cerebrales comparables involucran serotonina.
La serotonina es un neurotransmisor del sistema nervioso central, en el lenguaje común llamado «hormona feliz» porque contribuye a los cambios en el estado cerebral y a menudo se asocia con efectos sobre el estado de ánimo. El estudio del equipo de RUB ahora demuestra que la serotonina también participa en la escala de entrada sensorial actual y señales cerebrales en curso.
Controlando la liberación neuronal de serotonina con luz
Los neurocientíficos del RUB descubrieron los mecanismos subyacentes en experimentos que investigaron el procesamiento cortical de la información visual. Para su estudio, utilizaron ratones genéticamente modificados en los cuales la liberación de serotonina podría ser controlada por la luz. Esta línea de ratones fue desarrollada por el grupo del profesor Stefan Herlitze, Departamento de Zoología y Neurobiología General, para permitir la activación específica de las neuronas serotoninérgicas por una fibra ligera implantada.
Combinando esta técnica con imágenes ópticas, el equipo de RUB descubrió que el aumento de los niveles de serotonina en el cerebro visual conduce a la supresión concurrente de la actividad en curso y la actividad provocada por los estímulos visuales. Dos tipos de receptores jugaron un papel principal distinto aquí.
Esto fue sorprendente para nosotros, porque ambos receptores no solo se coexpresan en neuronas específicas, sino que también se distribuyen ampliamente entre diferentes tipos de células en el cerebro«.
Zohre Azimi, primer autor del estudio.
La acción separable de estos receptores permite distintas modulaciones de la información que transporta la comunicación interna del cerebro y las señales sensoriales evocadas. Los niveles bajos de serotonina, ya que generalmente ocurren durante el sueño por la noche, favorecen la comunicación interna del cerebro y, por lo tanto, pueden promover funciones importantes de los sueños.
«La disfunción en la interacción de estos receptores, por otro lado, alberga el riesgo de un énfasis excesivo en los canales de información conducidos interna o externamente», dice Jancke. Por ejemplo, las distribuciones irregulares del receptor 5-HT causadas por la predisposición genética pueden manifestarse en una percepción desequilibrada del mundo interno y externo, similar a lo que se observa en los cuadros clínicos de depresión y autismo.
Facilitar la comprensión de los efectos de la serotonina.
Los científicos esperan que sus hallazgos contribuyan a una mejor comprensión de cómo la serotonina afecta los procesos cerebrales fundamentales. A su vez, su estudio puede desencadenar investigaciones futuras en el desarrollo de medicamentos específicos para receptores que beneficien a pacientes con enfermedades psiquiátricas relacionadas con la serotonina.
Fuente: Ruhr-University Bochum
Referencia del diario: Azimi, Z. y col. (2020) Control de ganancia separable de la actividad en curso y evocada en la corteza visual por entrada serotoninérgica. eLife . doi.org/10.7554/eLife.53552.
Vía: News-medical