8 de octubre de 2020 12:01

Científicos revelan cómo el cerebro separa los peligros presentes de los pasados

El cerebro diferencia el peligro con diferentes mecanismos

El cerebro diferencia el peligro con diferentes mecanismos. Foto: hdaniel / Flickr

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Agencia Europa Press

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Un equipo de neurocientíficos ha identificado procesos que experimenta el cerebro para distinguir los peligros reales y presentes de los relacionados con experiencias pasadas en ratones. Los hallazgos, que aparecen en la revista 'Nature', tienen implicaciones para la comprensión del trastorno de estrés postraumático (TEPT), una afección marcada por la incapacidad de distinguir entre peligros pasados y presentes o de reconocer situaciones "seguras".

"Los recuerdos de un episodio traumático pueden durar mucho tiempo -señala el profesor Eric Klann, director del Centro de Ciencias Neuronales de la Universidad de Nueva York y autor principal del artículo- . Pero somos capaces de utilizar esos recuerdos de forma selectiva: para predecir y responder a un peligro subsiguiente relacionado y, al mismo tiempo, reconocer cuándo no existen las amenazas".

"Esto es especialmente importante para el comportamiento de supervivencia en un entorno incierto como una zona de conflicto o en momentos de malestar social", añade.

La autora principal Prerana Shrestha, investigadora postdoctoral en el Centro de Ciencias Neuronales de la Universidad de Nueva York, agrega que "tiene implicaciones significativas para los trastornos de la memoria como el TEPT, donde los pacientes tienen dificultades para distinguir entre señales de seguridad y amenazas".

El estudio, en el que también participaron investigadores de la Universidad Rockefeller y la Universidad McGill, se centró en los procesos neurológicos que utilizan los ratones para hacer estas distinciones.

Aprender a identificar y responder adecuadamente a las señales en un entorno incierto es crucial para la supervivencia de los animales, señalan los investigadores. Específicamente, las señales que predicen de manera confiable el peligro provocan comportamientos como el congelamiento para escapar de la detección.

Sin embargo, junto con las señales de predicción de amenazas, un entorno incierto puede presentar señales que predicen la seguridad o, específicamente, la ausencia de peligro. Los animales, entonces, necesitan responder a la señal de predicción de amenazas con comportamientos defensivos y, a la inversa, a las señales de seguridad al detener una respuesta de amenaza y reanudar los comportamientos normales.

En el estudio los científicos buscaron identificar las moléculas celulares, o sustratos, para el almacenamiento a largo plazo de recuerdos asociados a amenazas y señales de seguridad. Se ha establecido desde hace mucho tiempo que una región del cerebro, la amígdala, juega un papel fundamental en el procesamiento y almacenamiento de información relacionada con las emociones.

Sin embargo, se entienden menos los motores celulares y la arquitectura que lo subyacen, específicamente, la identidad de los tipos de células que almacenan información relacionada con las señales y permiten que los animales respondan adecuadamente incluso después de que haya transcurrido un tiempo considerable después de la exposición inicial a la amenaza.

También se comprende bien la formación y consolidación de recuerdos duraderos, que ocurren a través de cambios en el paisaje celular de las proteínas, una dinámica que captura características importantes de un evento, en parte por síntesis de nuevas proteínas.

En el nuevo trabajo, los científicos intentaron comprender mejor estos mecanismos al interrumpir los pasos clave en la síntesis de proteínas en tipos de células específicos, una maniobra que revelaría su importancia. Este procedimiento permitió a los investigadores identificar a los actores clave en este intrincado proceso.

Para ello, examinaron y perturbaron el ensamblaje de dos complejos de proteínas que son cruciales para la síntesis de nuevas proteínas. El primer complejo de proteínas contiene eIF2, que participa en la adición del primer aminoácido a una proteína que se sintetiza. El segundo complejo de proteínas contiene eIF4E, que se une al "casquete" protegido del ARN mensajero que es necesario para que se traduzca en proteína.

En particular, encontraron que la síntesis de proteínas en neuronas inhibidoras específicas en la amígdala (neuronas que expresan somatostatina) es crucial para almacenar información sobre la amenaza indicada, mientras que la síntesis de proteínas en neuronas que expresan PKCd es necesaria para almacenar información complementaria sobre señales de seguridad.

Anteriormente se demostró que la actividad en estas poblaciones de neuronas ocurre en el procesamiento de señales relacionadas con amenazas; sin embargo, este es el primer estudio que conecta la necesidad de una nueva síntesis de proteínas en estas neuronas con la estabilización de los recuerdos emocionales a largo plazo.

En un estudio relacionado que también aparece en esta edición de 'Nature', investigadores de la Universidad McGill, la Universidad de Montreal y la Universidad de Haifa también analizaron eIF2 en diferentes tipos de neuronas. Descubrieron que el aumento del complejo proteico eIF2 en las neuronas inhibidoras que expresan la somatostatina, que da como resultado una mayor síntesis de proteínas, estimula la consolidación de la memoria a largo plazo.

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