Estado cerebral detrás de la interacción social al descubierto
Imagen esquemática que resume los principales hallazgos del estudio. Crédito: FMI
El centro de procesamiento de emociones del cerebro, la amígdala, es una de varias regiones del cerebro involucradas en el comportamiento social. Pero el papel exacto que juega esta estructura en forma de almendra en el llamado ‘cerebro social’ sigue siendo un misterio. Ahora, investigadores del Instituto Friedrich Miescher para la Investigación Biomédica (FMI) en Basilea, Suiza, han descubierto que la actividad de diferentes poblaciones de neuronas en la amígdala refleja si los ratones interactúan con sus compañeros o si se enfocan en comportamientos egocéntricos como como acicalamiento. Los hallazgos, publicados en Nature, podrían ayudar a comprender cómo el patrón de actividad de los grupos de neuronas establece un estado general del cerebro y cómo eso influye en el comportamiento, incluida la interacción social y otros comportamientos que se ven afectados en condiciones neuropsiquiátricas como el autismo y la ansiedad social.
Estado mental
El cerebro fluctúa entre distintos estados internos, incluidos el hambre, la ansiedad y la agresión, cada uno de los cuales puede alterar el comportamiento de un animal. Por ejemplo, un ratón hambriento se moverá y buscará comida, mientras que uno ansioso se congelará en el lugar o solo explorará el entorno con vacilación, dice el coautor principal del estudio y líder del grupo principal de FMI, Andreas Lthi. Sin embargo, agrega Lthi, las redes de neuronas que codifican diferentes estados cerebrales siguen sin estar claras.
En un estudio de 2019, el equipo de Lthi descubrió que dos grandes conjuntos de neuronas en la amígdala del ratón mostraban patrones de actividad opuestos cuando los animales cambió entre explorar el entorno o realizar comportamientos defensivos como congelarse, un hallazgo que insinuaba un papel clave de la amígdala en la coordinación de los estados cerebrales.
Pero los investigadores sintieron que había más en la historia. Estudios en monos han sugerido que la amígdala es importante para el comportamiento social, y la estructura o función alterada de la amígdala se ha relacionado con una serie de condiciones neuropsiquiátricas que afectan la interacción social, desde trastornos del espectro autista hasta esquizofrenia. Entonces, Maria Sol Fustiana y Yael Bitterman del grupo de Lthi y sus colegas del FMI y los Institutos Novartis para la Investigación Biomédica (NIBR) se propusieron observar la actividad neuronal en la amígdala cuando dos ratones podían interactuar libremente en una cámara de plexiglás.
«Como experimentadores, pasamos a un segundo plano y dejamos que los animales decidieran cuándo querían interactuar con otro ratón colocado en la cámara, durante cuánto tiempo y de qué manera», dice Bitterman, coautor principal sobre el estudio.
Neuronas excitatorias (verde) en la amígdala. Crédito: Instituto Friedrich Miescher para la Investigación Biomédica
Listos para mezclarse
Los investigadores grabaron videos de los encuentros sociales de los ratones y desarrollaron un algoritmo que caracterizó el comportamiento de los animales en función de su seguimiento de video. Los ratones rara vez mostraban comportamientos agresivos; en cambio, buscaban conocerse mutuamente o, en algunos casos, evitaban interactuar con el extraño.
Para rastrear la actividad de casi cien neuronas en la amígdala, los investigadores usaron pequeños microscopios montados en la cabeza que miró profundamente en los cerebros de los ratones sin interferir con el comportamiento normal de los animales. El equipo descubrió que una población de neuronas estaba activa solo cuando los ratones participaban en un comportamiento social, sin importar si interactuaban pacíficamente o trataban de evitar al otro animal. Un segundo grupo de células cerebrales en la amígdala se activó cuando los ratones cambiaron a comportamientos de aseo personal u otros comportamientos no sociales.
Del mismo modo, el equipo encontró dos poblaciones de neuronas de la amígdala que mostraban una activación opuesta cuando una sola ratón puesto en una cámara de plexiglás cambiado entre acicalamiento y exploración de la cámara o un objeto inanimado. Pero las neuronas que se activaron cuando el ratón solitario exploró el entorno no eran las mismas que las activas cuando el animal interactuaba con otro ratón.
Cuando dos ratones estaban en la misma cámara, su atención se centraba principalmente en el extraño: aunque los roedores normalmente exploraban su entorno sin participar en la interacción social, no deambulaban por toda la cámara. En estas condiciones, los investigadores observaron que las neuronas de la amígdala codifican preferentemente la interacción social en lugar de la exploración espacial.
«La principal prioridad es el otro animal, probablemente porque podría ser una amenaza o una posible pareja», Lthi dice. Señala que mucha gente piensa en la amígdala como el detector de ansiedad del cerebro. En cambio, dice, «la señal de compromiso social cubre tanto la evitación como el acercamiento».
Descubrir cómo la amígdala procesa comportamientos tan diferentes fue «absolutamente gratificante», dice Fustiana, autor principal del estudio y autor principal del estudio. formó parte de un programa posdoctoral conjunto FMI-Novartis que fomentó las interacciones entre FMI y NIBR. «Todo este proyecto fue un gran desafío, desde establecer un experimento de comportamiento naturalista con dos ratones que se movían libremente hasta obtener imágenes de una estructura cerebral profunda y realizar los análisis computacionales necesarios», dice. «Esto no habría sido posible sin un esfuerzo de equipo concertado».
A continuación, los investigadores planean observar cómo se transmiten las señales de estado interno a través del cerebro y si la manipulación de las neuronas de la amígdala que codifican los estados cerebrales podría conducir a a cambios en el comportamiento.
Debido a que los trastornos psiquiátricos se acompañan de estados cerebrales alterados, dice Lthi, comprender cómo el cerebro cambia entre estados podría ayudar a descubrir qué es lo que sale mal en esos trastornos e identificar posibles estrategias para aliviar los trastornos disfuncionales. comportamientos
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¿Estresado, ansioso? Pregúntale al cerebro Más información: Maria Sol Fustiana et al. Codificación dependiente del estado del comportamiento exploratorio en la amígdala, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03301-z Información de la revista: Nature
Proporcionado por el Instituto Friedrich Miescher para la Investigación Biomédica Cita: Se descubre el estado cerebral detrás de la interacción social ( 2021, 4 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-brain-state-social-interaction-uncovered.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.