Un estudio encuentra que las neuronas mPOA median la ansiedad inducida por el estrés y el comportamiento de los padres en ratones
Imagen que resume los hallazgos de los investigadores. El color azul representa neuronas excitatorias o sinapsis excitatorias. El color rojo representa neuronas inhibitorias o sinapsis inhibitorias. Las neuronas GABAérgicas (Vgat) y glutamatérgicas (Vglut2) en el mPOA son activadas por señales de recompensa y estrés respectivamente. Regulan de manera opuesta la ansiedad y el comportamiento de los padres compitiendo por el objetivo común, la sustancia gris periacueductal (PAG). Crédito: Zhang et al.
La ansiedad es un estado emocional común que puede ser particularmente pronunciado o difícil de procesar para las personas diagnosticadas con trastornos de ansiedad y depresión. Si bien los neurocientíficos han llevado a cabo numerosos estudios destinados a comprender mejor los procesos neuronales que subyacen a la ansiedad, aún no se conocen bien las formas en que se genera y se mantiene a lo largo del tiempo.
Investigadores de la Universidad del Sur de California han llevado a cabo recientemente un estudio que investiga el papel del área preóptica medial (mPOA) del cerebro en la mediación de la ansiedad y el comportamiento de los padres. Su artículo, publicado en Nature Neuroscience, ofrece información valiosa que podría informar el desarrollo de herramientas farmacológicas efectivas para reducir los niveles de ansiedad.
«Esta investigación fue parte de una serie de estudios sobre las emociones negativas provocadas por estímulos sensoriales», dijeron a Medical Xpress Li I. Zhang y Huizhong Whit Tao, dos de los investigadores que llevaron a cabo el estudio. «En 2018, publicamos un artículo en Neuron centrado en una estructura en el prosencéfalo basal, a saber, el tabique medial (MS). Descubrimos que la MS está posicionada en una vía auditiva no canónica (no convencional) y que las neuronas de la MS se activan por ruido de banda ancha de alta intensidad, pero no por tonos puros».
En uno de sus estudios anteriores, Zhang y Tao observaron que a los ratones no les gustan los ruidos fuertes y, en general, evitan los lugares que asocian con estos sonidos. Además, encontraron que la inhibición de la actividad neuronal en la EM podría reducir este patrón de evitación de lugares. También activaron neuronas en la EM mediante descargas eléctricas y descubrieron que esto aumentaba los patrones de comportamiento evitativo de los ratones.
«Nuestras observaciones sugirieron que la EM es parte de un circuito que procesa estímulos sensoriales aversivos y genera emociones negativas, «, dijeron Zhang y Tao. «Uno de los objetivos aguas abajo de la EM es el área preóptica medial (mPOA). Por lo tanto, nos preguntamos si las neuronas mPOA también se activan mediante la estimulación sensorial aversiva de varias modalidades y si la estimulación directa de las neuronas mPOA puede producir una emoción negativa».
En primer lugar, los investigadores intentaron determinar si las neuronas glutamatérgicas mPOA podían activarse mediante estímulos sensoriales aversivos, también conocidos como factores estresantes. Para hacer esto, expusieron a los ratones a una variedad de factores estresantes, por ejemplo, obligándolos a nadar, colocándolos en platos calientes o dándoles pequeñas descargas eléctricas. Posteriormente, utilizaron un anticuerpo contra el gen c-Fos para detectar la activación neuronal (ya que la expresión de este gen en las neuronas tiende a aumentar después de haber sido activadas).
«También registramos directamente la actividad de picos neuronales de las neuronas glutamatérgicas mPOA», dijeron Zhang y Tao. «Estas neuronas se marcaron expresando un canal activado por la luz (canalrodopsina 2, ChR2), por lo que pudimos identificarlas electrofisiológicamente in vivo».
Curiosamente, Zhang y Tao observaron que las neuronas glutamatérgicas mPOA respondieron de forma aguda a estímulos sensoriales aversivos, como descargas eléctricas. Además, su nivel de actividad basal aumentó durante varias horas después de que los ratones recibieran descargas eléctricas, y este aumento de actividad se correlacionó temporalmente con un comportamiento similar a la ansiedad en los ratones.
«Luego examinamos si la activación directa de estas neuronas aumentar los comportamientos similares a la ansiedad», dijeron Zhang y Tao. «Para hacer esto, expresamos ChR2 en estas neuronas (usando una línea Cre específica del tipo de célula) para poder activarlas artificialmente usando luz LED (es decir, optogenética). Usando ensayos de comportamiento estándar para evaluar los niveles de ansiedad como el abierto prueba de campo (OFT) y la prueba del laberinto en cruz elevado (EPM), encontramos que, de hecho, estimular las neuronas glutamatérgicas mPOA a 10 Hz aumentó los comportamientos similares a la ansiedad».
Cuando los investigadores estimularon las neuronas glutamatérgicas mPOA de los ratones. neuronas a una frecuencia más alta (15 Hz), observaron cambios de comportamiento aún más dramáticos. Más específicamente, encontraron que los ratones comenzaron a saltar con frecuencia en ambientes de los que no podían escapar, lo que sugiere que estaban en un estado extremadamente ansioso.
Sorprendentemente, los ratones incluso prefirieron permanecer en lugares que eran más físicamente peligrosos (es decir, donde podrían sufrir daño físico) que los lugares asociados con la activación de las neuronas glutamatérgicas mPOA a través de la luz LED. Estos hallazgos muestran que la activación de estas neuronas generó emociones extremadamente negativas.
«Después de la exposición a los factores estresantes, los ratones muestran un aumento de los comportamientos similares a la ansiedad durante varias horas», explicaron Zhang y Tao. «También probamos si el aumento de la actividad de las neuronas glutamatérgicas mPOA era necesario para la expresión de comportamientos similares a la ansiedad, utilizando enfoques optogenéticos y quimiogenéticos, y descubrimos que la inhibición de la actividad de estas neuronas reducía los comportamientos similares a la ansiedad después de la exposición al estrés». p>
Esencialmente, los investigadores encontraron que además de generar emociones negativas, el aumento de la actividad de las neuronas glutamatérgicas mPOA mediaba estados de ansiedad prolongados después de un evento estresante (es decir, después de que los ratones estuvieron expuestos a un factor estresante). Además del estrés físico, Zhang y Tao probaron la participación de las neuronas mPOA en el estrés social, especialmente en el contexto del comportamiento de los padres, al exponer un ratón macho virgen residente a un cachorro extranjero.
«Exponer a un residente ratón macho virgen (pero no hembra) a un cachorro extranjero induce agresión y aumenta los niveles de ansiedad en el macho», dijeron Zhang y Tao. «Para detectar la activación neuronal durante los comportamientos sociales, expresamos un sensor de Ca2+ (GCaMP6) en neuronas glutamatérgicas mPOA y monitoreamos las señales de Ca2+ de la población usando fotometría de fibra. no ratones hembra. Esto indica que los cachorros extraños son un estresor social para los ratones machos pero no para las hembras».
Los investigadores también demostraron que la inhibición de las neuronas glutamatérgicas mPOA mediante técnicas optogenéticas y quimiogenéticas redujo los niveles de agresión en los ratones machos , al mismo tiempo que promueve el comportamiento de crianza, como el aseo de los cachorros, tanto en especímenes machos como hembras. Sus hallazgos sugieren que estas neuronas median la ansiedad inducida por el estrés social y que existe una relación opuesta entre la ansiedad y el comportamiento de los padres. En otras palabras, cuando los ratones tenían altos niveles de ansiedad, se reprimían sus conductas parentales.
«Las neuronas glutamatérgicas mPOA son neuronas excitatorias, mientras que la otra mitad de las neuronas mPOA son GABAérgicas e inhibidoras», Zhang y Tao dijo. «Usando enfoques similares en una línea Cre específica de células inhibitorias, demostramos además que las neuronas GABAérgicas mPOA juegan un papel completamente opuesto. Por lo tanto, al equilibrar la actividad entre las poblaciones neuronales glutamatérgicas y GABAérgicas, el mPOA puede regular tanto la ansiedad como el comportamiento de los padres. .»
El estudio reciente de Zhang y Tao ofrece evidencia de que las neuronas glutamatérgicas mPOA en el cerebro de ratones responden a estímulos sensoriales aversivos y que la activación de estas neuronas puede provocar directamente comportamientos similares a la ansiedad. Además, los investigadores encontraron que las neuronas glutamatérgicas mPOA y las neuronas GABAérgicas tienen funciones opuestas en la regulación de la ansiedad.
En otras palabras, los resultados sugieren que los niveles de ansiedad pueden reducirse aumentando la actividad de las neuronas GABAérgicas o disminuyendo la actividad de las neuronas glutamatérgicas. Si se descubre que también son aplicables a los humanos, estas observaciones podrían informar el desarrollo de terapias dirigidas más efectivas para los trastornos de ansiedad.
«En nuestras investigaciones futuras, estamos interesados en investigar el trastorno de ansiedad posparto, que afecta aproximadamente al 10 % de las nuevas mamás (según la Asociación Estadounidense del Embarazo)», dijeron Zhang y Tao. «Planeamos establecer un modelo animal para la ansiedad posparto y probar si la reducción de la actividad de las neuronas glutamatérgicas mPOA o el aumento de la actividad de las neuronas mPOA GABAérgicas reducirá los síntomas de ansiedad y promoverá el comportamiento de los padres».
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Amor y odio en el cerebro del ratón Más información: El área preóptica medial media antagónicamente la ansiedad inducida por el estrés y el comportamiento de los padres. Neurociencia de la naturaleza (2021). DOI: 10.1038/s41593-020-00784-3. Información de la revista: Neuron , Nature Neuroscience
2021 Science X Network
Cita: Un estudio encuentra que las neuronas mPOA median la ansiedad inducida por el estrés y la comportamiento en ratones (2021, 8 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-mpoa-neurons-stress-duced-anxiety-parental.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.