SAVALnet PY

https://www.savalnet.com.py/mundo-medico/reportajes/la-novedad-como-impulso-adaptativo.html
05 Julio 2021

La novedad como impulso adaptativo

Dilucidar los fundamentos neuronales de la flexibilidad cognitiva para que una persona se adecue a situaciones nuevas, ayudaría a pacientes con trastornos neuropsiquiátricos a manejar escenarios cambiantes. 

El cerebro humano está formado por miles de millones de neuronas que, interconectadas mediante axones y dendritas, dan lugar a una serie de conductas y funciones del cuerpo y la mente desde las más vitales, entre ellas respirar, pasando por las más básicas, hasta las superiores como pensar, recordar o hablar.

Se trata de un órgano complejo que gestiona la actividad del sistema nervioso central y permanece dinámico a lo largo la vida, mostrando diferentes cambios, tanto a nivel estructural como funcional gracias a la neuroplasticidad, que es la capacidad que tiene el tejido neuronal de reorganizar, asimilar y modificar los mecanismos biológicos, bioquímicos y fisiológicos, implicados en la comunicación intercelular, para ajustar sus acciones en respuesta a nuevas situaciones o a variaciones del entorno. 

Sin embargo, en personas con problemas neuropsicológicos el agotamiento de esta flexibilidad cognitiva podría ser el responsable de algunas de las consecuencias más invalidantes de estos trastornos [1].

Para comprender los mecanismos de plasticidad cerebral y la afectación derivada en el ámbito neuropsicológico, un equipo de investigadores del Laboratorio de Circuitos Neuronales de la Universidad de Columbia demostró en animales que la exposición a nuevas experiencias desdibuja las representaciones preestablecidas en el hipocampo y la corteza prefrontal del cerebro, lo que permite aprender diferentes estrategias para impulsar la capacidad de resolver problemas y adaptarse a los cambios.

El estudio publicado en la revista Nature, apoyado por los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, fue realizado por académicos que por más de dos décadas han trabajado analizando los circuitos neuronales subyacentes a esquizofrenia, ansiedad y depresión mediante el registro y la manipulación de la acción cerebral en modelos de ratón [2].

“Los animales mejoran su capacidad para adecuarse cuanto más lugares y distintas caras encuentran. Comprender la base de este adiestramiento dinámico nos da una idea de cómo este tipo de instrucción puede interrumpirse en los seres humanos”, comenta el doctor Joseph Gogos, profesor de fisiología y biofísica celular y neurociencia, investigador del Instituto Mortimer B. Zuckerman de Columbia y coautor del trabajo.

Para comprender de qué manera la novedad “prepara” los circuitos cerebrales para facilitar la flexibilidad cognitiva, entrenaron ratones para que navegaran por un laberinto en forma de T en busca de una recompensa. A algunos se les permitió explorar un ambiente que no habían visto antes, mientras que otros lo hicieron en un espacio familiar. Luego, participaron en una segunda tarea, que los obligó a cambiar de táctica para alcanzar el estímulo.

En un comienzo, todos los modelos favorecieron su estrategia de navegación original. Pero los que habían examinado un nuevo espacio superaron gradualmente el sesgo y aprendieron otra ruta. Los científicos volvieron a probar en este subconjunto el primer objetivo y notaron que pudieron volver al plan original, es decir, actualizaron y eligieron la forma de llegar al punto final de acuerdo con las demandas de la tarea.

“La exposición a la novedad aisla el hipocampo y la corteza prefrontal medial (mPFC) y puede engrosar los circuitos prefrontales del hipocampo para la plasticidad posterior asociada al aprendizaje, reiniciándose así los mecanismos que unen el hipocampo ventral (vHPC) y la mPFC para facilitar la capacidad para superar una estrategia establecida”, explica el doctor Alan Park, autor principal del estudio.

En los roedores, existe un patrón definido en el hipocampo conocido como onda theta (cuya frecuencia oscila entre los 4-12 Hz) y se cree juega un papel central en el aprendizaje y la memoria. 

Cuando Park y los coautores examinaron grabaciones del vHPC, advirtieron que la onda theta se hizo más fuerte durante la exploración de la arena novedosa y la hora siguiente; y que esta disminuyó a medida que los ratones se familiarizaron con el espacio durante los dos días posteriores. “Esto sugiere que las ondas se sincronizaron y reprogramaron ciertas regiones cerebrales importantes para la memoria”.

Además, varios experimentos paralelos mostraron que la activación de los receptores D1 de dopamina (D1R) en el hipocampo ventral produjeron efectos novedosos, incluido la conectividad hipocampal-prefrontal amortiguada y un aprendizaje mejorado. 

“Descubrir que las ondas theta y la dopamina juegan un rol importante en la codificación dúctil de información nos permitirá explorar si la novedad tiene un papel similar en la memoria y el aprendizaje humano. Así ayudaremos a que personas con trastornos neuropsiquiátricos puedan aprender y acomodarse de mejor manera a situaciones cambiantes y estresantes. Es un gran avance”, explica el doctor Park.

Estos resultados son prometedores, porque pueden conducir a nuevas formas de intervención cuando los déficit de adaptabilidad ocurran debido a enfermedad; así como al desarrollo de fármacos innovadores para la esquizofrenia, ansiedad y depresión.

Las conclusiones de este trabajo también señalan la importancia de la estimulación cerebral, concepto que normalmente se asocia con la implantación de electrodos en ciertas regiones del cerebro para regular patrones eléctricos anormales en personas con problemas neuropsicológicos. “Sin embargo, existen otros tipos no invasivos, con beneficios igualmente importantes. Por ejemplo, realizar algo distinto diariamente para acostumbrar y preparar al cerebro para que aprenda constantemente es una excelente manera de ayudar con esta tarea”, aseguran los académicos. 

Referencias
[1] Waltz JA. The neural underpinnings of cognitive flexibility and their disruption in psychotic illness. Neuroscience. 2017;345:203-217.
[2] Park AJ, Harris AZ, Martyniuk KM, et al. Reset of hippocampal-prefrontal circuitry facilitates learning. Nature. 2021;591(7851):615-619. 

Por Carolina Faraldo Portus

Mundo Médico

Destacado Agenda de Eventos

XXVIII Congreso interamericano de cardiología

09 Junio 2021

En este congreso hemos apostado todo y está representado por cada consejo de las especialidades cardiovasculares en diferentes mesas cie...

Destacado Galería Multimedia

Congreso interamericano de prevención cardiovascular

20 Noviembre 2020

El encuentro virtual organizado por las Sociedades Interamericana de Cardiología (SIAC) y Ecuatoriana de Cardiología Núcleo Pichincha ...

III Curso de cirugía endoscópica

22 Septiembre 2020

El Departamento de Cirugía Endoscópica de la Sociedad de Cirujanos está organizando su tercer curso internacional de la especialidad, ...