Fuente: Universidad de Wyoming
El núcleo accumbens del cerebro juega un papel central en el circuito de riesgo-recompensa. Su funcionamiento se basa principalmente en tres neurotransmisores esenciales: la dopamina, que promueve el deseo; serotonina, cuyos efectos incluyen saciedad e inhibición; y glutamato, que impulsa comportamientos dirigidos a objetivos y respuestas a señales y contextos asociados a la recompensa.
En un estudio que utilizó ratones genéticamente modificados, un miembro de la facultad de la Universidad de Wyoming descubrió que los conjuntos de núcleos accumbens reclutados por el consumo de cocaína son en gran medida distintos de los conjuntos de núcleos accumbens reclutados por la sacarosa o azúcar de mesa. Debido a que están separados, esto plantea la posibilidad de que se pueda abordar el uso de drogas sin afectar la búsqueda de recompensa biológicamente adaptativa.
“Establecimos que, en el núcleo accumbens, una región cerebral clave del procesamiento de recompensas, los conjuntos neuronales, una red dispersa de neuronas activadas simultáneamente, son específicos de recompensa, y los conjuntos de sacarosa y cocaína en su mayoría no se superponen”, dice Ana Clara Bobadilla. profesor asistente de la Universidad de Washington en la Facultad de Farmacia y en el Programa de Educación Médica de WWAMI (Washington, Wyoming, Alaska, Montana e Idaho).
Bobadilla es el autor principal de un artículo, titulado "Las recompensas de cocaína y sacarosa reclutan diferentes conjuntos de búsqueda en el núcleo de Nucleus Accumbens", que se publicó en la edición del 28 de septiembre de Molecular Psychiatry. La revista publica trabajos destinados a dilucidar los mecanismos biológicos que subyacen a los trastornos psiquiátricos y su tratamiento. El énfasis está en los estudios en la interfaz de la investigación clínica y preclínica, incluidos los estudios a nivel celular, molecular, integrativo, clínico, de imágenes y psicofarmacológico.
Bobadilla realizó la investigación mientras completaba su trabajo postdoctoral en la Universidad Médica de Carolina del Sur. El proyecto se inició a mediados de 2017. Un colaborador del estudio ahora trabaja en el Campus Médico Anschutz de la Universidad de Colorado.
Actualmente, se desconoce el proceso de reclutamiento dentro de cada conjunto específico de recompensa, dice. Sin embargo, utilizando herramientas de biología molecular, Bobadilla pudo identificar qué tipo de células se reclutaron tanto en el conjunto de la cocaína como en el de la sacarosa.
Estas células se conocen como neuronas de proyección GABAérgicas, también llamadas neuronas espinosas medianas. Comprenden del 90 al 95 por ciento de la población neuronal con núcleo accumbens. Estas neuronas espinosas medianas expresan el receptor de dopamina D1 o D2.
El estudio determinó que los conjuntos de sacarosa y cocaína reclutaron principalmente el receptor D1 que expresaba neuronas espinosas medianas. Estos resultados están en línea con la comprensión general en el campo de que la activación de la vía D1 promueve la búsqueda de recompensas, mientras que la activación de la vía D2 puede conducir a la aversión o la búsqueda reducida, dice Bobadilla.
El estudio determinó que los conjuntos de sacarosa y cocaína reclutaron principalmente el receptor D1 que expresaba neuronas espinosas medianas. La imagen es de dominio público.
“En los seres humanos, las drogas rara vez se utilizan en el vacío. La mayoría de nosotros tenemos vidas complejas que incluyen muchas fuentes de recompensas no relacionadas con las drogas, como la comida, el agua, la interacción social o el sexo ”, explica Bobadilla. “Al igual que las drogas, estas recompensas impulsan e influyen en nuestro comportamiento constantemente. El modelo dual de cocaína y sacarosa utilizado en este estudio nos permite caracterizar el conjunto específico de cocaína después de que los ratones experimentaron sacarosa, otro tipo de recompensa competitiva.
“Es un modelo más complejo, pero más cercano a lo que ocurre en personas que padecen trastornos por uso de sustancias, que luchan a diario contra recompensas competitivas”, agrega.
Bobadilla ahora se centra en la cuestión de cómo se reclutan las células en conjuntos. Además, pretende abordar otra cuestión fundamental en la investigación de la adicción: si los mismos mecanismos específicos de la red subyacen a la búsqueda de todas las recompensas por drogas.
"Todas las drogas de abuso comparten una alta probabilidad de recaída", dice. “Sin embargo, cada clase de droga adictiva muestra una farmacología aguda y una plasticidad sináptica diferente. Ahora estamos investigando si las propiedades específicas de recompensa de los conjuntos pueden explicar estas diferencias ".
Fondos: El estudio fue financiado, en parte, por el mentor postdoctoral de Bobadilla, Peter Kalivas, profesor y presidente de neurociencia en la Universidad Médica de Carolina del Sur, y por un Premio Pathway to Independence de los Institutos Nacionales de Salud que Bobadilla obtuvo a principios de 2019.
Acerca de esta noticia de investigación en neurociencia
Fuente: Universidad de Wyoming
Contacto: Ana Clara Bobadilla - Universidad de Wyoming
Imagen: La imagen es de dominio público.
Investigacion original: Acceso cerrado.
"Las recompensas de cocaína y sacarosa reclutan diferentes conjuntos de búsqueda en el núcleo accumbens”Por Ana-Clara Bobadilla, Eric Dereschewitz, Lucio Vaccaro, Jasper A. Heinsbroek, Michael D. Scofield y Peter W. Kalivas. Molecular Psychiatry
Compendio
Las recompensas de cocaína y sacarosa reclutan diferentes conjuntos de búsqueda en el núcleo accumbens
La búsqueda de recompensas mal regulada es una característica central del trastorno por uso de sustancias. Investigaciones recientes muestran que las experiencias gratificantes relacionadas con las drogas inducen la activación sincrónica de un número discreto de neuronas en el núcleo accumbens que están vinculadas causalmente a contextos relacionados con las recompensas. Aquí caracterizamos de manera integral el conjunto específico de neuronas construidas a través de la experiencia que están vinculadas a la conducta de búsqueda. Además, abordamos la cuestión de si las drogas adictivas usurpan las redes neuronales reclutadas por recompensas naturales al evaluar conjuntos asociados con cocaína y sacarosa dentro del mismo ratón. Usamos FosCreERT2 / +/ Ai14 ratones transgénicos para etiquetar células activadas por y potencialmente codificantes de búsqueda de cocaína y sacarosa. Marcamos ~ 1% de las neuronas en la subregión central de los accumbens (NAcore) activadas durante la búsqueda inducida por señales de cocaína o sacarosa. La mayoría de las células marcadas en los conjuntos de búsqueda eran D1-MSN, y se activaban específicamente durante la búsqueda, no durante la extinción o cuando los ratones permanecían en la jaula doméstica. Para comparar diferentes conjuntos específicos de recompensa dentro del mismo ratón, utilizamos un protocolo de autoadministración dual de cocaína y sacarosa que permite la búsqueda de recompensa específica. Usando este modelo, encontramos una distinción de ~ 70% entre las células que constituyen la cocaína en comparación con el conjunto de búsqueda de sacarosa. Establecer que la cocaína recluta un conjunto de neuronas NAcore en gran parte distintas de las neuronas reclutadas en un conjunto de codificación para la búsqueda de sacarosa sugiere una especificidad finamente ajustada de conjuntos. Los hallazgos permiten una mayor exploración de los mecanismos que transforman el refuerzo positivo basado en recompensas en una búsqueda desadaptativa de drogas.
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