Cerebellum puede conducir un comportamiento adictivo a través de la liberación de dopamina

Una investigación innovadora desentierra funciones previamente ocultas del cerebelo.

Cerebelo (en latín, “pequeño cerebro”) en rojo. Cerebeloso significa “relacionado con o localizado en el cerebelo”.

Fuente: Wikipedia / Life Sciences Database

Antes de 1998, cuando Jeremy Schmahmann, de la Escuela de Medicina de Harvard, publicó un artículo histórico que cambió el juego, “El síndrome afectivo cognitivo cerebeloso”, que identificó funciones no motoras específicas del cerebelo humano por primera vez. El pequeño cerebro solo estaba involucrado con las funciones motoras, como la coordinación muscular de ajuste fino.

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En 2007, publiqué un libro, The Athlete’s Way (St. Martin’s Press), que ofrecía consejos prácticos sobre formas especulativas para optimizar las funciones motoras y no motoras del cerebelo en los deportes y la vida cotidiana. Desafortunadamente, las funciones no motoras del cerebelo eran todavía un concepto radicalmente nuevo hace una década. Lo que pensé que eran ideas visionarias fueron rechazadas de plano por el establecimiento médico y consideradas “no relacionadas” por la mayoría de los lectores en general. El libro fue un fracaso total, lo cual fue decepcionante.

Dicho esto, durante los últimos diez años, me he despertado todas las mañanas con la esperanza de encontrar más evidencia empírica que respalde la hipótesis de que nuestro “pequeño cerebro” está involucrado en las funciones motoras y no motoras. Como bloguero, he hecho todo lo posible para informar sobre todos los hallazgos significativos relacionados con el misterioso cerebelo y para mantener una línea cronológica de una sola parada de la investigación del cerebelo de principios del siglo XXI para la posteridad. (Vea aquí, aquí, aquí, aquí y aquí.)

Basta con decir que casi me caí de mi silla esta mañana cuando leí un comunicado de prensa embargado, “Los roles ocultos de The Cerebellum en el comportamiento social y de recompensa”, de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia que anuncia un nuevo estudio (Carta et al., 2019) se publica en línea el 17 de enero en la revista Science.

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Este primer estudio de su tipo en ratones informa que el cerebelo puede regular los comportamientos basados ​​en la recompensa (como la adicción) y la sociabilidad mediante el control de la liberación de dopamina.

Para su artículo reciente sobre los roles previamente ocultos del cerebelo, “Modulación cerebelosa del circuito de recompensa y el comportamiento social”, co-primeros autores Ilaria Carta y Christopher Chen (que actualmente es miembro postdoctoral en el Departamento de Neurobiología de la Escuela de Medicina de Harvard), junto con colegas de la Facultad de Medicina Albert Einstein investigaron un posible vínculo entre el cerebelo y el comportamiento de procesamiento de recompensas en los cerebros de ratones que utilizan optogenética.

El equipo de investigación de Carta y Chen en Einstein fue dirigido por el autor principal, Kamran Khodakhah, quien es el fundador y director de Kam Lab, que se centra en el papel del cerebelo en la coordinación motora y en las funciones cerebelosas no motoras relacionadas con los comportamientos sociales y la adicción. .

Antes de seguir leyendo, tómese unos minutos para ver este video altamente informativo (y visualmente sorprendente) de Kamran Khodakhah que describe el proceso de su laboratorio de explorar cómo el cerebelo desempeña un papel en el comportamiento social y de recompensa utilizando el estado de la técnica. técnicas:

En el resumen del estudio, Ilaria Carta, Chris Chen y sus coautores explican algunos detalles científicos importantes sobre el descubrimiento de que el cerebelo puede regular el comportamiento y la sociabilidad impulsados ​​por la recompensa al controlar la liberación de dopamina:

“El cerebelo ha sido implicado en una serie de trastornos mentales no motores, como el trastorno del espectro autista, la esquizofrenia y la adicción. Sin embargo, su contribución a estos trastornos no se conoce bien. En ratones, encontramos que el cerebelo envía proyecciones excitatorias directas al área tegmental ventral (VTA), una de las regiones del cerebro que procesa y codifica la recompensa. La activación optogenética de las proyecciones cerebello-VTA fue gratificante y, en una tarea social de tres cámaras, estas proyecciones fueron más activas cuando el animal exploró la cámara social. Curiosamente, la actividad en la ruta cerebello-VTA fue requerida para que los ratones muestren preferencia social en esta tarea. “Nuestros datos delinean un papel importante, anteriormente no apreciado para el cerebelo en el control de los circuitos de recompensa y el comportamiento social”.

En una pieza de Perspectiva que se acompaña, “The Cerebellum Gets Social”, Egidio D’Angelo del Departamento de Ciencias del Cerebro y del Comportamiento de la Universidad de Pavia en Italia (que no participó en el reciente estudio de Carta et al.) Resume el La importancia de descubrir que el cerebelo puede estar involucrado en la regulación de los comportamientos sociales y de recompensa a través de la liberación de dopamina. D’Angelo escribe:

“En la página 248 de este [ Science vol. 363 Issue 6424], Carta et al. (2019) muestran que el cerebelo puede activar el área tegmental ventral (VTA). El VTA es un núcleo mesencefálico que da lugar a los haces de fibras mesocorticales y mesolímbicas que liberan dopamina a la corteza prefrontal y el estriado ventral. La dopamina, a su vez, desempeña un papel fundamental en el funcionamiento cognitivo y emocional al regular la motivación y la recompensa. Esto coloca al cerebelo en los circuitos principales que regulan los estados cerebrales y el comportamiento social.

Carta et al. se sugiere que la disfunción de la conexión del cerebelo-VTA podría contribuir a la patogénesis de enfermedades en las que el sistema dopaminérgico está desregulado, incluidos el TEA y la esquizofrenia (15), y en condiciones como la adicción a las drogas. Estas propuestas necesitan validación crítica en humanos. Este estudio abre una nueva vía para interpretar la función del cerebelo y también para comprender el comportamiento social y las patologías relacionadas, con el potencial de descubrir nuevas terapias para tratar estas enfermedades “.

Inmediatamente después de leer sobre el nuevo estudio de Carta et al. Esta mañana, tenía curiosidad por aprender más directamente del autor principal. En una correspondencia por correo electrónico escribí: ” Kamran Khodakhah, ¿podría resumir el significado del último artículo de su equipo,” Modulación cerebelosa del circuito de recompensa y comportamiento social “, que desentierra las funciones no motoras del cerebelo, anteriormente subestimadas, para la psicología general? Hoy lector? “Khodakhah respondió:

“Con más de la mitad de las neuronas en nuestro cerebro, históricamente el cerebelo ha sido quizás una de sus regiones más subestimadas. En el pasado, hemos ignorado dogmáticamente la evidencia que apoya la idea de que, además de contribuir a la coordinación motora, el cerebelo tiene un rico repertorio de funciones cognitivas, afectivas y sociales. Una razón de esta postura ha sido la ausencia de conexiones directas conocidas entre el cerebelo y las regiones cerebrales que controlan nuestros comportamientos no motores. El hallazgo de que el cerebelo envía proyecciones potentes al área tegmental ventral, un centro cerebral dopaminérgico responsable del procesamiento de recompensas y esencial para una gran cantidad de comportamientos, proporciona un marco para pensar sobre las funciones cerebelosas no motoras. No tengo dudas de que se desenterrarán más conexiones entre el cerebelo y otras regiones cerebrales no motoras en los próximos años “.

Vivimos en una era emocionante de descubrimientos cerebelosos sin precedentes. Casi una vez al mes, parece que se publica otro estudio innovador que arroja luz sobre aspectos del cerebelo que han estado ocultos y son completamente insondables hasta ahora.

Si desea mantener el dedo en el pulso de todas las investigaciones más recientes sobre el “pequeño cerebro”, recomendaría crear Alertas de Google para las palabras “cerebelo” y “cerebeloso”.

Referencias

Carta de Ilaria, Christopher H. Chen, Amanda L. Schott, Schnaude Dorizan y Kamran Khodakhah. “Modulación cerebelosa del circuito de recompensa y el comportamiento social”. Ciencia (Primera publicación en línea: 17 de enero de 2019) DOI: 10.1126 / science.aav0581

“The Cerebellum Gets Social”, pieza de perspectiva de Egidio D’Angelo. Ciencia (Publicado por primera vez en línea: 17 de enero de 2019) DOI: 10.1126 / science.aaw2571

Jeremy D. Schmahmann y Janet C. Sherman. “El síndrome afectivo cognitivo del cerebelo”. Cerebro: un diario de neurología (Publicado por primera vez el 1 de abril de 1998) DOI: 10.1093 / cerebro / 121.4.561