18 de Setembro de 2017
A noradrenalina é um hormônio e neurotransmissor que deixa nossos corpos e mente prontos para a ação. No corpo, isso inclui funções do sistema nervoso simpático, como aumento da freqüência cardíaca, da pressão sangüínea e do fluxo sangüíneo para os músculos. No cérebro, a noradrenalina ajuda-nos a manter-nos alertas e a concentrar a atenção, mas também é importante para a aprendizagem emocional, especialmente quando se trata de medo e ansiedade. Embora os cientistas há muito pensem que todos os neurônios noradrenérgicos lócus coeruleus enviar os mesmos sinais para o resto do cérebro através de uma população única e homogênea de células, algo não se somava à equipe da RIKEN.
Como explica o líder da equipe Joshua Johansen, “o locus coeruleus funciona em muitos comportamentos, incluindo aprendizado emocional e flexibilidade cognitiva e comportamental. Ficamos imaginando como um sistema homogêneo poderia regular esses aspectos aparentemente opostos do comportamento. Surpreendentemente, a resposta foi que o sistema não é homogêneo. ”
A equipe chegou a essa conclusão examinando dois tipos de aprendizado. O primeiro foi o aprendizado do medo, no qual um animal aprende a associar um som a um evento de medo. Sabe-se que esse tipo de aprendizado envolve aumentos de noradrenalina em uma parte do cérebro chamada amígdala. A segunda foi a extinção da aprendizagem do medo, na qual a associação entre o som e o evento é desaprendida pela repetição do som sem o evento de medo. Este tipo de aprendizado flexível envolve aumentos de noradrenalina em uma parte do cérebro chamada de córtex pré-frontal medial.
Experimentos mostraram que, durante o aprendizado do medo, a maioria dos neurônios noradrenérgicos era ativada pela intensa situação aversiva. No entanto, como as respostas do medo mudaram durante a extinção, um grupo de neurônios do locus coeruleus estava ativo no aprendizado quando as reações de medo ainda eram altas, enquanto outro grupo começou a responder quando a associação foi desaprendida e as reações emocionais foram suprimidas.
Outros experimentos revelaram que o grupo de células noradrenérgicas ativas durante estados de medo enviou projeções para a amígdala, enquanto o grupo ativo durante a extinção projetou-se para o córtex pré-frontal medial.
As funções dessas duas projeções separadas ficaram claras quando a equipe usou a optogenética para inibir uma ou outra durante os diferentes estados de aprendizado. A inibição da projeção para a amígdala durante o medo de aprender impediu que os animais associassem o som com o evento de medo, enquanto que inibi-lo durante a extinção facilitou um retorno ao comportamento normal e flexível. Em contraste, inibir a projeção pré-frontal não teve efeito sobre o aprendizado do medo, mas reduziu o aprendizado da extinção, resultando em animais que continuaram a se comportar como se estivessem com medo do som, embora já não previssem o evento com medo.
“Embora todas as células noradrenérgicas tenham respondido fortemente durante a aprendizagem intensa do medo, descobrimos que durante a aprendizagem da extinção, quando as respostas emocionais precisam ser suprimidas, populações menores de células noradrenérgicas estão envolvidas em diferentes momentos”, relatou Johansen. “Especificamente, a ativação muda de células que projetam amígdala que tentam sustentar respostas de medo, para as células que projetam o córtex pré-frontal, que são importantes para ignorar essas respostas emocionais. Isto é o que permite uma mudança de reflexivo Respostas emocionais ao comportamento normal e flexível. ”
Como as drogas que têm como alvo o sistema noradrenalina estão atualmente em desenvolvimento para o tratamento de transtornos de ansiedade, essas descobertas podem ter um impacto na descoberta futura de medicamentos.
“Ao compreender os circuitos detalhados subjacentes à aprendizagem do medo e à aprendizagem da segurança”, diz Johansen, “nosso estudo sugere que noradrenalinaas abordagens de tratamento baseadas em drogas se beneficiariam de um direcionamento mais específico e regulação diferencial dessas populações pró-medo e anti-medo de células noradrenérgicas ”.
O laboratório agora está examinando as diferenças moleculares entre essas diferentes populações de células, na esperança de desenvolver melhores tratamentos para transtornos de ansiedade.
Explorar mais: Cérebros adultos produzem novas células em área previamente desconhecida
Mais informação: A organização modular do sistema noradrenalina do tronco encefálico coordena estados de aprendizagem opostos, Nature Neuroscience (2017). DOI: 10.1038 / nn.4642