La optogenética permite a los neurocientíficos desactivar el miedo y el

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El diccionario de Webster define miedo como "una emoción desagradable causada por la creencia de que alguien o algo es peligroso, que puede causar dolor o una amenaza". ¿Cuándo fue la última vez que experimentó miedo? ¿Hay alguna persona, lugar o actividad que te llene de miedo? ¿Cómo lidias con tu miedo?

Como atleta de resistencia, enfrenté muchas situaciones temerosas como: nadar una pierna de triatlón Ironman en las aguas infestadas de tiburones de Sudáfrica, correr por el Valle de la Muerte a 130 ° F durante el Badwater Ultramarathon, y sabiendo que tenía que correr sin parar durante 24 horas en una cinta de correr en una concurrida intersección de Manhattan.

En lugar de esconderme bajo las sábanas o evitar situaciones temerosas, aprendí cómo "enfrentar al dragón" de frente usando una variedad de técnicas sobre las que escribí en el blog de Psychology Today , como "5 formas basadas en la neurociencia para despejar tu Mente "y" Regresar a un lugar sin cambios revela cómo has cambiado ".

¿Hay personas, lugares o actividades físicas que te llenan de miedo?

Esta mañana me entusiasmó leer acerca de un método que los neurocientíficos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han desarrollado para desactivar las respuestas condicionadas por el miedo en ratones. Sus hallazgos abren la puerta a métodos revolucionarios que los humanos podrían usar algún día para reconectar sus mentes para negar el aprendizaje del miedo y el condicionamiento.

El estudio de abril de 2015, "Un mecanismo de circuito para diferenciar las asociaciones positivas y negativas", se publicó en la revista Nature .

Los neurocientíficos del MIT utilizaron herramientas ópticas-genéticas de vanguardia para identificar los mecanismos de evitación condicionada por el miedo y el comportamiento impulsado por la recompensa, que son críticos para la supervivencia de una especie. El uso de "optogenética" permitió a los investigadores manipular neuronas individuales que proyectaban tanto el " hipocampo que almacena el contexto " como la " amígdala que almacena la emoción ".

Praneeth Namburi, Anna Beyeler, Ph.D., Kay M. Tye, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology
Los circuitos neuronales de asociaciones negativas (rojas) y positivas (verdes) a menudo se entrelazan,
Fuente: Praneeth Namburi, Anna Beyeler, Ph.D., Kay M. Tye, Ph.D., Instituto Tecnológico de Massachusetts

En un hallazgo inesperado, Kay Tye, PhD y sus colegas del MIT descubrieron que la encrucijada de los circuitos convergentes en la amígdala basolateral está involucrada tanto en el aprendizaje del miedo como en el de la recompensa. Inicialmente, estaban perplejos sobre cómo la amígdala podía orquestar comportamientos opuestos, como buscar una recompensa y evitarla.

La respuesta a este enigma parece ser que un circuito neuronal se proyecta hacia un centro de recompensa, el núcleo accumbens, y los otros proyectos hacia un centro de miedo cercano, la amígdala centromedial, que es la "estación de salida" del centro emocional del cerebro.

La estimulación óptica de la proyección del centro de recompensa puede mejorar el refuerzo positivo y la sensación de seguridad. Por otro lado, estimular la proyección del centro de miedo promovió el refuerzo negativo. De manera similar, bloquear la proyección del centro de miedo perjudicó el aprendizaje del miedo y el aprendizaje de la recompensa mejorada.

Los neurocientíficos encontraron que cada proyección de circuito está compuesta por poblaciones separadas de neuronas entrelazadas. Utilizando trazadores de cuentas fluorescentes de optogenética fueron capaces de diferenciar qué neuronas pertenecían a cada circuito.

Para este estudio, los ratones se sometieron a un tratamiento clásico de miedo o recompensa y fueron entrenados para temer un sonido emparejado con un golpe o asociar el tono con una recompensa de azúcar. Los investigadores del MIT midieron la fuerza de las conexiones neuronales en entornos "temerosos" y "seguros".

El descubrimiento más sorprendente de esta investigación fue que la conectividad neuronal a las proyecciones del centro de recompensa disminuyó después del aprendizaje del miedo y aumentó con el aprendizaje de recompensa. Por el contrario, la conectividad con las proyecciones del centro de miedo aumentó con el aprendizaje del miedo y disminuyó después del aprendizaje de la recompensa.

"Estos mecanismos convergentes en circuitos anatómicamente entrelazados podrían tener pistas para desmenuzar cómo las asociaciones emocionales positivas y negativas pueden influirse mutuamente", concluyó Tye en un comunicado de prensa.

Las emociones negativas pueden ser reemplazadas por emociones positivas a nivel neurobiológico

En un estudio similar realizado por investigadores del MIT, Susuma Tonegawa y sus colegas lograron transformar una memoria negativa en una memoria positiva. El estudio de agosto de 2014, "Interruptor bidireccional de la valencia asociado con una memoria contextual del hipocampo Engram", también se publicó en la revista Nature .

En un comunicado de prensa, Tonegawa dice: "Existe evidencia de la fisioterapia de que la memoria positiva puede suprimir recuerdos de experiencias negativas. Hemos demostrado cómo la valencia emocional de los recuerdos se puede cambiar en el nivel celular ".

Los episodios extáticos y traumáticos de su vida se almacenan en redes neuronales específicas llamadas engramas como recuerdos únicos en su cerebro. ¿Tiene algún síntoma de trastorno de estrés postraumático relacionado con una respuesta condicionada por el miedo?

En los días en que Manhattan todavía tenía algunos vecindarios difíciles, tres tipos me golpearon y me golpearon una noche mientras caminaba hacia mi apartamento en East Village. El evento dejó un condicionamiento de miedo profundamente sembrado que haría que mis manos sudaran y que mi corazón corriera cada vez que llegara a unas pocas cuadras del crimen. Me llevó meses poder caminar a casa por la misma ruta donde me habían golpeado.

Por otro lado, codificar una ubicación específica como segura y sentirse como en casa puede crear esa realidad. Como atleta, pude crear asociaciones positivas independientemente de la realidad de la situación y dominar la delicadeza psicológica necesaria para negar cualquier condicionamiento del miedo que pueda asociar con las tempestades que enfrentan en un circuito de carreras.

Como me considero una rata de laboratorio humana, es divertido leer a Tonegawa describir cómo este tipo de información contextual se registra en el hipocampo del cerebro, mientras que el componente emocional de la memoria se almacena por separado, en la amígdala. Según lo explica, "la amígdala puede almacenar información con una valencia positiva o negativa y asociarla con un recuerdo".

Tonegawa y sus colegas tenían curiosidad por ver si podían alterar un recuerdo que ya estaba fuertemente asociado con una emoción. La pregunta del millón fue: "Una vez que un animal había desarrollado el miedo a un lugar, ¿podía el recuerdo de ese lugar ser agradable en su lugar?"

Para encontrar la respuesta, Tonegawa et al colocaron ratones en una cámara que produjo un choque leve. A medida que el ratón se formaba a partir de la memoria basada en el miedo de este lugar peligroso, utilizaban la optogenética para insertar una proteína sensible a la luz en las células que almacenaban la información.

Al vincular la producción de la proteína sensible a la luz con la activación de un gen que se enciende a medida que se codifican los recuerdos, fueron capaces de dirigir la sensibilidad a la luz a las células que albergaban la memoria recién formada.

Luego se sacaron los ratones de la cámara y, unos días más tarde, los científicos reactivaron artificialmente la memoria haciendo brillar una luz en las células que albergaban el recuerdo del lugar temeroso. Como era de esperar, los animales respondieron congelando en su lugar y evitando nuevas exploraciones que indicaban que tenían miedo.

Luego, los científicos se propusieron sobreescribir el miedo dando a los ratones asociaciones positivas a la cámara temerosa, a pesar de sus asociaciones negativas vinculadas a la ubicación. Por lo tanto, colocaron los ratones en un nuevo entorno, pero en lugar de un choque tuvieron la oportunidad de interactuar con ratones hembra, lo que los hizo sentir seguros.

A medida que los ratones se unieron en un entorno seguro, los investigadores activaron sus neuronas almacenadoras de memoria con miedo usando luz optogenética. Pero esta vez, solo activaron un subconjunto de neuronas almacenadoras de memoria a la vez, ya sea en el hipocampo o en la amígdala.

Cuando los investigadores reactivaron las células que almacenan la memoria en el hipocampo mientras los ratones interactuaban con las mujeres, las células de memoria en el hipocampo adquirieron una nueva asociación emocional positiva. Curiosamente, los ratones ahora buscaron los entornos que previamente se habían relacionado con el miedo.

Esto es una prueba positiva de que los recuerdos negativos pueden reconectarse usando el condicionamiento clásico y entrelazando asociaciones positivas en las redes neuronales asociadas con entornos negativos.

Conclusión: ¿Cuáles son las implicaciones humanas de la investigación optogenética en ratones?

Tonegawa enfatiza que el éxito que han tenido los investigadores del MIT con el cambio de las emociones de una memoria en ratones no se traducirá de inmediato en terapias o intervenciones humanas.

Lamentablemente, no existe ninguna tecnología que pueda manipular actualmente las neuronas humanas de la misma forma que los investigadores del MIT en experimentos con ratones. Sin embargo, Tonegawa cree que una mejor comprensión de los circuitos neuronales que conectan el hipocampo y la amígdala podría conducir al desarrollo de mejores productos farmacéuticos y otras intervenciones en el futuro.

Este video del MIT muestra cómo los optogentics permiten a los neurocientíficos controlar la actividad de neuronas específicas.

Si desea leer más sobre este tema, consulte mis publicaciones del blog de Psychology Today :

  • "5 formas basadas en la neurociencia para despejar tu mente"
  • "Regresar a un lugar sin cambios revela cómo has cambiado"
  • "La imaginación puede cambiar las percepciones de la realidad"
  • "Los neurocientíficos descubren las raíces de la 'congelación provocada por el miedo'"
  • "La neurociencia de calmar a un bebé"
  • "La neurobiología de la gracia bajo presión"

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