GM Madrid | viernes, 29 de junio de 2018 h |

Conducir al trabajo, escribir un correo electrónico o jugar una partida de golf, las personas realizan acciones como éstas durante todo el día. Pero los neurocientíficos aún no están seguros de cómo el cerebro orquesta acciones complejas o cambia a una nueva acción, comportamientos que se ven afectados en trastornos como la enfermedad de parkinson o el trastorno obsesivo compulsivo (TOC).

Ahora, investigadores del Instituto Salk, en La Jolla, California, Estados Unidos, han resuelto un debate científico de larga duración sobre cómo se organiza el comportamiento en el cerebro. El equipo descubrió que el comportamiento aprendido se organiza en una jerarquía con múltiples niveles de control, que ofrece posibles nuevos objetivos terapéuticos para los trastornos que implican una incapacidad para controlar las propias acciones.

El trabajo utilizó ratones entrenados para realizar secuencias de acción complejas para llegar a este descubrimiento. “Durante muchas décadas, los científicos han estado debatiendo sobre cómo el cerebro organiza el comportamiento, explica Xin Jin, autor principal del estudio. Usando optogenética, una técnica que utiliza la luz para manipular la actividad de las células cerebrales, pudimos cambiar las acciones individuales que los animales estaban planeando realizar, revelando este preciso nivel de control neuronal”.

Cuando aprendes un nuevo comportamiento, como atarte los cordones de los zapatos, una región del cerebro llamada striatum orquesta la serie de acciones: inclinarse, agarrar los cordones y atar el nudo. Los investigadores han debatido durante mucho tiempo si estos tipos de pasos están organizados en una cadena, con cada paso desencadenando el siguiente (como un dominó descendente) o si hay un sistema más jerárquico en funcionamiento, con múltiples niveles de control (como un organigrama de oficina).

Durante varias semanas, el equipo de Jin entrenó a ratones para llevar realizar una serie de presiones en una palanca. En una caja hecha a medida con una palanca a la izquierda y una palanca a la derecha, los ratones aprendieron que al presionar las palancas en el orden específico de izquierda-izquierda-derecha-derecha se obtenía un premio. El equipo llamó a esta serie “la danza del pingüino”. Mientras los ratones realizaban la secuencia, un ordenador registraba la actividad de dos tipos específicos de células cerebrales: las neuronas D1 y D2, que constituyen la mayoría de las células en el cuerpo estriado y se han implicado en el aprendizaje y la realización de acciones.

Los científicos utilizaron la optogenética para activar estas neuronas con luz láser y toxina diftérica para inactivarlas, permitiendo al equipo identificar y aislar cómo las células D1 y D2 controlan el comportamiento.