Más investigación vincula el autismo y el cerebelo

Cerebelo (latín para pequeño cerebro) en rojo.

Fuente: Base de datos de Ciencias de la vida / Wikimedia Commons

Un nuevo estudio dirigido por Samuel Wang, profesor de biología molecular en la Universidad de Princeton, sugiere que las anomalías del cerebelo se correlacionan con algunas de las dificultades sensoriales observadas en los trastornos del espectro autista (TEA). Hasta ahora, las dificultades de integración sensorial se han reportado en el autismo, pero sus mecanismos subyacentes del circuito cerebral han permanecido enigmáticos.

En las publicaciones anteriores del blog de Psychology Today , he escrito mucho sobre la investigación que Sam Wang y sus colegas han realizado sobre el cerebelo. Esta entrada es una actualización de una publicación de noviembre de 2014 que escribí titulada "¿Cómo se relacionan las células de Purkinje en el cerebelo con el autismo?"

El nuevo estudio de Wang et al utilizaron cinco modelos diferentes de ratón relacionados con el autismo, cada uno con una mutación genética diferente que previamente se relacionó con el autismo, para ayudar al equipo de investigadores a identificar correlaciones específicas entre cada mutación y varios tipos de acondicionamiento diferido. Los ratones que portan cualquiera de las cinco mutaciones ligadas al autismo tienen dificultad para asociar un destello de luz y una bocanada de aire durante el condicionamiento clásico de parpadeo.

El estudio de julio de 2015, "Defectos de aprendizaje sensoriales cerebelosos asociativos en cinco modelos de autismo de ratón", se publicó en la revista Elife . Cerebella r es la palabra hermana de "cerebral". Cerebellar significa relacionado o asociado con el cerebelo.

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¿Cómo se relaciona el cerebelo con los trastornos del espectro autista?

Los trastornos del espectro autista en los humanos se caracterizan por déficits sociales, dificultades de comunicación, conductas repetitivas, problemas de información sensorial y, en algunos casos, retrasos cognitivos.

Hasta ahora, era desconcertante qué circuitos en el cerebro son responsables de las diversas diferencias en el condicionamiento de los ojos y el autismo. El nuevo estudio abre nuevos caminos al preguntar si las versiones específicas de los genes que aumentan el riesgo de autismo en los humanos también interrumpen el condicionamiento de los ojos en los ratones.

Los nuevos hallazgos sugieren que los ratones "autistas" tienen problemas para recibir e integrar información sensorial de múltiples sentidos, una función cerebral que está regulada por el cerebelo. En un comunicado de prensa, Wang dijo: "Muchas personas con autismo tienen dificultades para integrar información de múltiples sentidos. La prueba del soplo de aire puede modelar esta lucha sensorial ".

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El cerebelo recibe multitud de información sensorial y traduce esta información en acciones coordinadas. Estudios previos de imágenes cerebrales y postmortem han encontrado anomalías en el cerebelo de personas con autismo. Sin embargo, no está claro exactamente cómo se relacionan estas anomalías con los síntomas del autismo.

Los investigadores usan el condicionamiento Eyeblink para vincular el autismo y el cerebelo

Cuando se realiza en un laboratorio una prueba de percepción sensorial que involucra reflejos cerebelosos, la medida más ampliamente utilizada es una forma de aprendizaje reflexivo o acondicionamiento clásico llamado "condicionamiento de parpadeo de los ojos".

El proceso de acondicionamiento de los parpadeos es relativamente simple. Consiste en emparejar un estímulo visual o auditivo (el estímulo condicionado (CS)) con un estímulo no condicionado (EE. UU.) Que provoca un parpadeo, como una leve bocanada de aire hacia la córnea. Tanto en ratones como en humanos, el reflejo de parpadeo se basa en el cerebelo, y se convierte en cableado en las neuronas cerebelosas que incluyen células granulosas y de Purkinje. En un comunicado de prensa, Wang declaró:

Algunas personas con autismo también tienen problemas para anticipar una bocanada de aire. La realización de esta prueba en niños pequeños puede revelar problemas con la integración sensorial antes de que aparezcan otros síntomas de autismo. Si lo piensas, todo el aprendizaje temprano es multisensorial. ¿Qué más hacen los bebés aparte de vincular el sabor de la leche con la voz de mamá?

Para este experimento, los investigadores colocaron un pequeño imán en el párpado inferior de cada ratón y también colocaron un detector en el párpado superior para medir cuán rápido y completamente cada ratón parpadeaba con la combinación de un destello de luz y una bocanada de aire. De las cinco mutaciones diferentes de autismo de los ratones, las diferencias de parpadeo se dividieron en dos categorías distintas: 1) Problemas de parpadeo al asociar el destello de luz con la bocanada de aire. 2) Traducir la luz y la bocanada de aire en una acción de parpadeo.

Más específicamente, los investigadores afirman: "Los ratones que no tienen TSC1 nunca aprenden a anticipar la bocanada de aire, y la duplicación SHANK3, 15q y los ratones CNTNAP2 la anticipan con mucha menos frecuencia que los controles. Los ratones con MeCP2 mutante aprenden a pestañear, pero su tiempo está desactivado: cierran los ojos demasiado tarde y de forma menos completa que los controles. Los ratones mutantes SHANK3 y TSC1 también cierran los ojos menos que los controles, pero los ratones SHANK3 parecen parpadear demasiado pronto ".

Conclusión: la recepción e integración de la información sensorial depende de las células de Purkinje y las células granulares en el cerebelo

Dibujo de células de Purkinje (A) y células granulares (B) en el cerebelo por Santiago Ramón y Cajal.

Fuente: Santiago Ramón y Cajal / Public Domain

El último estudio de Wang y sus colegas muestra que la probabilidad del condicionamiento típico de parpadeo se redujo por diversas mutaciones en el cerebelo. Al identificar cómo las mutaciones específicas están vinculadas a varios tipos de respuestas aprendidas anormales durante el condicionamiento de parpadeo, los investigadores se acercan un paso más a la resolución del acertijo de cómo el cerebelo se relaciona con el autismo.

En el comunicado de prensa, Matt Mosconi, profesor asistente de psiquiatría en la Universidad de Texas, Southwestern en Dallas, dijo: "La importancia real de este estudio es que sugiere que la gravedad y la naturaleza de las alteraciones cerebelosas pueden variar según los diferentes modelos".

Más específicamente, SHANK3 y MeCP2 se expresan en células granulares: neuronas en el cerebelo que reciben señales sensoriales. Por lo tanto, estos hallazgos sugieren que las células granulares son parte de un circuito que controla el tiempo de los parpadeos. Por otro lado, TSC1 se expresa en células de Purkinje, que pertenecen a un circuito que ayuda a integrar la información sensorial.

Parece que la recepción e integración de la información sensorial se basa en la función óptima de las células granulares y las células de Purkinje. Cuando hay anormalidades en estas diversas células, los problemas sensoriales relacionados con el autismo pueden ocurrir en diversos grados.

Los autores concluyen: "En general, nuestras observaciones se explican potencialmente por defectos en el aprendizaje instruido en el ciclo olivocerebeloso y la representación de respuesta en la vía de células granulares. Nuestros hallazgos indican que los defectos en la unión asociativa temporal de los eventos sensoriales están muy extendidos en el modelo de ratón autista ".

Para leer más sobre el cerebelo, revisa mis publicaciones anteriores de Psychology Today :

• "El cerebelo influye profundamente en nuestros pensamientos y emociones"
• "El cerebelo, la corteza cerebral y el autismo están entrelazados"
• "Los genes del autismo pueden interrumpir las conexiones entre las regiones cerebrales"
• "¿Cómo se relacionan las células de Purkinje en el cerebelo con el autismo?"
• "El autismo, las células de Purkinje y el cerebelo están entrelazados"
• "La investigación vincula la severidad del autismo con las deficiencias de las habilidades motoras"
• "¿Cómo contrarresta su cerebelo la 'parálisis por análisis'?"
• "¿Cómo funciona la práctica de la memoria muscular a largo plazo?"
• "Los neurocientíficos descubren cómo la práctica hace al maestro"
• "¿Quieres mejorar tus habilidades cognitivas? Ve a escalar un árbol! "
• "El cerebelo puede ser el asiento de la creatividad"

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