Complicaciones de las manipulaciones cerebrales

Pinzón cebraWIKIMEDIA, PERIPITUSAlas manipulaciones agudas de regiones específicas del cerebro pueden tener efectos sorprendentemente diferentes a las lesiones permanentes de las mismas áreas, según un informe publicado hoy (9 de diciembre) en Nature. . Los resultados del estudio, en el que los científicos examinaron comportamientos específicos en ratas y pájaros cantores, sugieren que las estimulaciones o inactivaciones neuronales transitorias pueden causar efectos conductuales fuera del objetivo que pueden complicar la interpretación de los datos.

“Este es un artículo eso había que hacerlo” dijo el neurocientífico del comportamiento Giulio Tononi de la Universidad de Wisconsin, que no participó en el estudio. “El trabajo es muy elegante, muy cuidado, y muestra algo que definitivamente uno podría sospechar. . . pero eso nunca se ha demostrado tan explícitamente: que cuando hacemos una manipulación aguda de una parte del cerebro, se pueden [también] producir efectos a distancia.”

Antes del advenimiento de las técnicas que podían alteran reversiblemente la función de las células cerebrales, como…

El camino hacia el descubrimiento de lveczky en realidad comenzó con un experimento que salió mal seguido de una sorpresa, dijo. Su equipo había estado investigando cómo la inactivación transitoria de una región de la corteza motora en ratas afectaba sus habilidades para realizar una tarea motora aprendida: presionar una palanca dos veces seguidas para recibir una recompensa. Sin embargo, durante una de las inactivaciones transitorias que implicó la inyección de precisión de un inhibidor de neurotransmisores en la corteza, Iveczky temía que se hubiera producido algún daño leve en el tejido cerebral. En lugar de excluir al animal del análisis, Iveczky llevó a cabo una lesión permanente más extensa en el área objetivo y comparó el desempeño de la tarea de este animal con los demás. Mientras que las ratas con inactivación transitoria de la corteza motora no pudieron ejecutar la tarea de presionar la palanca, la rata con la lesión permanente realizó la tarea con normalidad.

Durante algún tiempo, después de que me di cuenta de que la lesión no tenía ningún efecto, quedamos bastante decepcionados porque no era lo que habíamos supuesto, le dijo lveczky a The Scientist.  Pero luego sentimos que teníamos que hacer un seguimiento de esto.

Entonces, los investigadores se propusieron determinar si tal discrepancia entre las lesiones permanentes y las manipulaciones transitorias era un fenómeno más general. En los pinzones cebra, se ha demostrado previamente que la lesión de una región del cerebro llamada interfaz del núcleo sensoriomotor deja intacto el canto de cortejo de las aves. Sin embargo, cuando el equipo inactivó transitoriamente la misma región, el canto de los pájaros se vio drásticamente afectado.

El equipo también demostró que la inactivación transitoria de una región no solo afectaba el desempeño de las tareas de los animales, sino que también lo hacía la estimulación optogenética transitoria. . Esto sugirió que después de cualquier manipulación transitoria de una región del cerebro puede haber una disfunción aguda generalizada del circuito que no refleja necesariamente la función directa de la región.

La diferencia entre la inactivación a corto y largo plazo de la misma región del cerebro parece ser el equivalente experimental de un fenómeno clínico diasquisis celular, dijo Tononi. La diasquisis es una pérdida temporal de la función en una región del cerebro causada por daño a otra o, en términos experimentales, un efecto fuera del objetivo. Se cree que el fenómeno explica por qué muchos de los síntomas graves observados durante la fase aguda de un accidente cerebrovascular, por ejemplo, pueden desaparecer rápidamente durante la recuperación temprana. La región real dañada por el ictus, por otro lado, provocará la pérdida duradera o permanente de una función cerebral más específica.

Está claro que existen diferencias fundamentales entre manipulaciones a largo plazo, tratamientos farmacológicos rápidos manipulaciones y manipulaciones optogenéticas rápidas, dijo la neurobióloga Eve Marder de la Universidad de Brandeis en Waltham, Massachusetts, quien no participó en el trabajo. Cada manipulación tiene fortalezas y debilidades y revela diferentes aspectos de la función del circuito.

Si bien el mensaje final es que ningún enfoque es perfecto y todos los resultados deben interpretarse con cuidado, dijo Marder, hay optimismo en el futuro. . Hay personas que dedican mucho tiempo y energía a generar mapas precisos de conectividad del cerebro, dijo, y [si] tiene un conectoma anatómico detallado y [si] tiene identificaciones de tipos de células muy bien caracterizadas, todas las manipulaciones se volverán mucho más interpretable.

Hasta entonces, agregó, el mensaje es tener un enfoque múltiple.

TM Otchy et al., Acute efectos fuera del objetivo de las manipulaciones del circuito neuronal , Nature, doi:10.1038/nature16442, 2015.

¿Le interesa leer más?

The Scientist ARCHIVES

Conviértase en miembro de

Reciba acceso completo a más de 35 años de archivos, así como TS Digest, ediciones digitales de The Scientist, artículos destacados, ¡y mucho más!Únase gratis hoy ¿Ya es miembro?Inicie sesión aquí