Las proyecciones del tabique medial establecen conexiones en los centros de memoria social del cerebro en el hipocampo. Crédito: Xiaoting Wu/Laboratorio Nancy Pritzker
¿A quién no le gustaría recordar mejor a las personas que conoce, incluso después de una breve presentación?
Una nueva investigación realizada por científicos afiliados al Instituto de Neurociencias Wu Tsai de Stanford ha demostrado que esto podría lograrse mediante la estimulación específica del sistema de serotonina del cerebro.
En un estudio publicado el 6 de octubre de 2021 en Nature, El equipo de Stanford pudo observar por primera vez cómo el cerebro del ratón forma un recuerdo de un nuevo conocido y demostró la capacidad de amortiguar o mejorar selectivamente estos recuerdos sociales con medicamentos dirigidos.
«Identificamos neuronas que parecen decirle a un ratón que está interactuando con un nuevo animal con un olor diferente, una cara diferente, una postura distinta, etc., y generar un nuevo rastro de memoria para ese individuo». dijo Robert Malenka, MD, Profesor de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento Nancy Friend Pritzker en Stanford Medicine. «Al ajustar esa actividad neuronal hacia arriba y hacia abajo, pudimos cambiar qué tan bien los animales recordaban a este nuevo individuo más adelante».
«Al igual que nosotros, los ratones viven en grupos sociales y necesitan ser capaces de recuerda si otro animal es un miembro de la familia, un ex agresor, una pareja potencial, etc.», agregó Xiaoting Wu, Ph.D., investigador postdoctoral en el laboratorio de Malenka y autor principal del nuevo estudio. «Este hallazgo es realmente emocionante porque representa la etapa más temprana de la memoria social: la capacidad de recordar a nuevos individuos que luego se pueden desarrollar en experiencias futuras».
La investigación se suma a un creciente cuerpo de trabajo realizado por el El laboratorio de Malenka muestra cómo la serotonina y otras sustancias químicas neuromoduladoras controlan la cognición social en el cerebro y representa un paso prometedor hacia tratamientos específicos que algún día podrían mejorar la función social deteriorada en trastornos como el autismo, la depresión y el trastorno de estrés postraumático (TEPT).
Cómo el cerebro crea un expediente
Durante años, los neurocientíficos se han acercado a cómo los circuitos neuronales en el centro de la memoria del cerebro, el hipocampo, respaldan la formación de recuerdos sociales de múltiples capas. . Wu, Malenka y sus colegas querían saber cómo se inician estos «expedientes» sociales cuando un animal conoce a un nuevo individuo por primera vez.
Dirigidos por Wu, los investigadores se centraron en un grupo de neuronas en forma de lágrima cerca del centro del cerebro llamado tabique medial, que demostraron ser particularmente activo durante los encuentros sociales entre dos ratones desconocidos.
Para probar si las células del tabique medial estaban involucradas en la capacidad de los animales para recordar nuevos individuos, el equipo modificó genéticamente estas células para que fueran sensibles a un par de compuestos de medicamentos personalizados, uno para activar las células y otro para apagarlas. Luego inyectaron a los ratones con uno de estos medicamentos justo antes de presentarles a un ratón desconocido.
Normalmente, los ratones sienten mucha curiosidad por los nuevos individuos cuando los conocen por primera vez, tocan los bigotes y los huelen por todas partes. Sin embargo, una vez que finaliza esta investigación inicial, los animales vuelven en gran medida a sus propios asuntos. Los animales recuerdan claramente este encuentro inicial durante al menos media hora, porque volver a encontrarse con el mismo animal no los emociona tanto: La misma cara peluda que acabo de encontrar, nada nuevo que ver aquí.
Pero cuando el Los investigadores usaron un fármaco para inhibir selectivamente las neuronas del tabique medial justo antes de introducir un nuevo animal, impidieron la formación de estos recuerdos sociales. La primera reunión transcurrió con normalidad, pero cuando los animales se volvieron a encontrar, incluso unos minutos después, el ratón afectado actuó como si nunca antes hubiera visto al otro animal.
Por otro lado, el uso de un fármaco diferente para mejorar selectivamente la actividad del tabique medial durante el primer encuentro de los animales desencadenó una memoria social superpoderosa: normalmente, los ratones olvidan un encuentro inicial en un par de horas, pero estos ratones reconocieron claramente a su nuevo conocido incluso 24 horas después.
Después de haber demostrado que estas neuronas septales mediales son fundamentales para la formación de nuevos recuerdos sociales, los investigadores demostraron cómo se almacenan estos recuerdos. Rastrearon las proyecciones de las neuronas septales mediales en la región del hipocampo donde se cree que residen los recuerdos sociales, y mostraron cómo la activación de estas proyecciones durante los encuentros sociales desencadena el fortalecimiento de las conexiones sinápticas en esta área.
«Presuntamente», dijo Malenka, «estas conexiones fortalecidas representan la creación de una nueva memoria para este nuevo individuo, a la que el hipocampo puede añadir más contexto si los animales se encuentran de nuevo».
Un nuevo papel para la serotonina en la formación memorias sociales
Pero el equipo no había terminado, también querían saber qué desencadena la actividad de las células del tabique medial durante los encuentros sociales en primer lugar. Basado en el creciente cuerpo de investigación del laboratorio de Malenka sobre el papel del neurotransmisor serotonina en la cognición social, el equipo tuvo una fuerte corazonada de dónde buscar.
A través de una serie integral de experimentos, los investigadores demostraron que la serotonina -las neuronas productoras en el tronco encefálico liberan la sustancia química neuromoduladora en todo el cerebro durante nuevos encuentros sociales; que esta liberación estimula las neuronas del tabique medial a través de un subtipo particular de molécula receptora sensible a la serotonina; y que bloquear la liberación de serotonina o la activación de esta molécula receptora en el tabique medial previene la formación de nuevos recuerdos sociales.
Del mismo modo, los investigadores demostraron que los recuerdos sociales podrían durar diez veces más al mejorar la señalización de la serotonina. durante un encuentro social inicial, ya sea estimulando las neuronas productoras de serotonina en el tronco encefálico, o inyectando directamente un fármaco que activa receptores de serotonina específicos en el propio tabique medial.
El descubrimiento de que la formación de nuevos recuerdos sociales depende solo de uno de los 16 tipos diferentes de moléculas receptoras de serotonina empleadas en todo el sistema nervioso es prometedor para su traducción potencial a los trastornos psiquiátricos humanos, dicen los investigadores.
«Sabemos que los problemas con la memoria social pueden convertirse en un problema en los trastornos como la depresión y el TEPT, en los que las personas pueden atribuir emociones o recuerdos a diferentes personas en sus vidas», dijo Wu. «La belleza de estos hallazgos es que podrías imaginar el uso de medicamentos que se dirijan solo a este tipo particular de receptores de serotonina en el tabique medial para mejorar los déficits de memoria social sin afectar otras señales de serotonina en todo el cuerpo».
La serotonina es probablemente mejor conocido por su papel en la depresión, que a veces se puede tratar elevando los niveles del neuromodulador en todo el cerebro, pero la función del neurotransmisor ha sido notablemente difícil de precisar. Producido por un grupo de neuronas en el tronco encefálico, el neurotransmisor se libera en todo el cerebro y el sistema nervioso, y se ha relacionado con funciones en la regulación del estado de ánimo, el hambre, la agresión, el sueño, las náuseas y la digestión.
» «Creo que es cada vez más obvio que no se justifica atribuir ninguna función ‘global’ a los neuromoduladores como la serotonina. Para comprender su papel en la función cerebral normal y la enfermedad, debemos comprender el contexto específico de las regiones del cerebro donde actúan», dijo Malenka. dijo.
La nueva investigación se suma a un creciente cuerpo de trabajo del laboratorio Malenka que se esfuerza por aislar los roles específicos que desempeña el sistema de la serotonina en las disfunciones de la cognición social.
Por ejemplo, un artículo de Nature de 2018 mostró cómo la sociabilidad general de los animales está sintonizada por el mismo subtipo de receptor de serotonina que actúa en una región cercana del cerebro llamada núcleo accumbens. A principios de este año, el laboratorio demostró que el mismo fármaco dirigido que mejoró la memoria social en el artículo actual también mejoró las medidas de sociabilidad en media docena de modelos diferentes de autismo en ratones. Y, en un estudio de 2019, el grupo mostró cómo los distintos efectos sobre la señalización de serotonina por parte de la droga recreativa MDMA, a veces llamada Molly o Éxtasis, podrían usarse para aislar la mejora potencialmente terapéutica de los vínculos sociales de la droga sin sus peligrosas propiedades adictivas.
«Estamos trabajando para establecer una comprensión fundamental de las funciones neuronales que fallan en los trastornos psiquiátricos que afectan la sociabilidad y la cognición social», dijo Malenka. «Creo que esta es nuestra única esperanza de establecer tratamientos para algunos de los síntomas más complejos y debilitantes de las enfermedades mentales».
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Receptor relacionado con el neurotransmisor serotonina para impulsar la formación de memoria Más información: Xiaoting Wu et al, La modulación 5-HT de un circuito septal medial sintoniza la estabilidad de la memoria social, Nature (2021) ). DOI: 10.1038/s41586-021-03956-8 Información de la revista: Nature
Proporcionado por la Universidad de Stanford Cita: Estudio: La serotonina estabiliza los recuerdos sociales (2021, 18 de octubre ) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-serotonin-stabilizes-social-memories.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.