La atracción social y su correlación neurológica

 El impulso de procrear es necesario para la supervivencia y debería estar impreso en nuestros cerebros. Y ahora los científicos han descubierto una pista importante sobre las neuronas implicadas en ese impulso. Con el aroma del sexo opuesto, ciertas neuronas sensibles a las hormonas desencadenan un comportamiento pro-social detectado en ratones de laboratorio y podrían desempeñar ciertas funciones en factores como la ansiedad, la depresión y otras condiciones relacionadas con el estado de ánimo en los seres humanos.

Con la optogenética y las técnicas de imagen cerebral, los investigadores han podido identificar un pequeño grupo de neuronas en el hipotálamo que desencadenan la atracción, según un nuevo estudio publicado en la revista Nature Neuroscience por científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte.

Estos  científicos descubrieron, utilizando  técnicas avanzadas de imágenes cerebrales profundas y optogenética, que un pequeño grupo de neuronas sensibles a las hormonas sexuales en el hipotálamo del ratón están especializadas para inducir a los ratones a "notar" el sexo opuesto y desencadenar la atracción.

Este estudio, dirigido por Garret D. Stuber, profesor asociado de psiquiatría y biología celular y fisiología, y Jenna A. McHenry,  una investigadora postdoctoral en el laboratorio de Stuber, identificó un circuito sensible a las hormonas en el cerebro que controla la motivación social en ratones hembra.

"Estas neuronas esencialmente toman señales sensoriales y hormonales y las traducen en un comportamiento social motivado", dijo Stuber, quien también es miembro del Centro de Neurociencias de la Universidad de Carolina del Norte.

"Estos circuitos neuronales que conectan el procesamiento social y de recompensa también deben proveer información importante para los trastornos que deterioran la motivación social", según McHenry.

En el estudio, Stuber y sus colegas examinaron el Área Preóptica Medial (mPOA) del cerebro. Este grupo de neuronas se encuentra dentro del hipotálamo, una estructura evolutivamente antigua en el centro inferior del cerebro. Investigaciones anteriores habían mostrado que el Área Preóptica Medial (mPOA) hipotalámica es importante para el comportamiento social y reproductivo en todas las especies de vertebrados estudiados de peces a humanos, pero no estaba claro si esta área impulsaba la motivación social a través de circuitos que hacen conexión con sistemas de recompensa en el cerebro.

Hipotálamo y sus núcleos principales.

Los investigadores se centraron en una de las principales conexiones del Area Preóptica Medial hipotalámica (mPOA), a través del cual se envían señales neuronales a otra estructura cerebral llamada Área Ventral Tegmental (VTA), conocida por contribuir a la conducta motivadora y por participar en la liberación del neurotransmisor dopamina.

Area Ventral Tegmental (VTA)

Los investigadores inyectaron, en el Area Ventral Tegmental (VTA) de ratones hembra,  moléculas fluorescentes especiales que, como algunos virus, tienden a moverse "aguas arriba" a lo largo de las conexiones nerviosas. Cuando estos faros minúsculos alcanzaron el Area Preóptica Medial Hipotalámica (mPOA), terminaron insertados en  las neuronas que se conectan al Área Ventral Tegmental (VTA) y que expresan el gen de la  neurotensina. Los análisis de estas neuronas conectadas al Área Ventral Tegmental  (VTA) mostraron que la mayoría de ellas también expresan receptores de estrógenos y, por lo tanto, es probable que sean sensibles a aumentos y caídas de las hormonas ováricas en el ciclo de fertilidad del ratón hembra, también conocido como el ciclo de celo.

Estas son células que expresan  neurotensina en el 

Área Preóptica Medial Hipotalámica visto a través de 

un microscopio de 2 fotones enfocado a un ratón vivo.

 La imagen pertenece a Jenna McHenry.

Los investigadores estudiaron este conjunto específico de neuronas del Área Preóptica Medial Hipotalámica (mPOA) en ratones vivos, lo cual fue un desafío considerable. Las técnicas de microscopía que permiten la obtención de imágenes de células cerebrales en ratones vivos generalmente no pueden visualizar nada más profundo que una fracción de milímetro por debajo de la superficie del cerebro, mientras que el Área Preóptica Medial Hipotalámica (mPOA) tiene varios milímetros de profundidad.

Para evitar este problema, el equipo de Stuber utilizó lentes tubulares minúsculas conectadas desde el microscopio al Área Preóptica Medial Hipotalámica (mPOA). Con una técnica conocida como la formación de imágenes de calcio de dos fotones, los científicos fueron capaces de visualizar la actividad de las neuronas del Área Preóptica Medial Hipotalámica (mPOA) de ratones hembra  en vivo. Para mejorar la exactitud de la técnica, los investigadores usaron ratones que habían sido genéticamente modificados para que sólo las neuronas que expresan neurotensina del Área Preóptica Medial Hipotalámica (mPOA) pudieran ser visualizadas.

"Con nuestra configuración, podíamos escanear a los ratones un par de veces a la semana y cada vez podíamos encontrar las mismas neuronas de las que previamente habíamos registrado la actividad cerebral", dijo Stuber.

El equipo descubrió que cuando los ratones hembra estaban expuestos al olor de la orina de ratón macho - pero no al olor de la orina de ratón hembra u otros olores atractivos, como los alimentos apetitosos - un gran subconjunto de las neuronas que expresan la neurotensina del Área Preóptica Medial Hipotalámica (mPOA) se excitaba mostrando una mayor actividad. Los investigadores también encontraron que estas neuronas respondieron más fuertemente a la orina de ratón macho cuando las hembras tenían altos niveles circulantes de estrógeno o una combinación de estrógeno / progesterona, igual a la que surge antes de que los ratones hembra se vuelvan fértiles.

"Esto sugiere que ciertas neuronas en el cerebro pueden estar especializadas para preferir las recompensas sociales sobre las recompensas no sociales, y que el procesamiento de señales sociales es sensible a las hormonas circulantes", según McHenry.

"En general, los datos sugieren que estas neuronas ayudan a impulsar la atracción social hacia un compañero potencial", según Stuber.

Aparte de su impacto neurológico básico, la investigación tiene implicaciones para la ansiedad, la depresión y los trastornos relacionados, que pueden ser desencadenados o empeorados en algunas mujeres por los cambios en los niveles hormonales. "Aunque los cambios hormonales relacionados con la motivación son importantes para el apareamiento o el comportamiento materno en los ratones hembra, algunos cambios hormonales atípicos en las mujeres parecen subyacer a los trastornos del estado de ánimo reproductivo, como la depresión posparto", según  McHenry.

Stuber propone que el estudio de los circuitos sensibles a las hormonas que controlan los estados motivacionales podrían sugerir  nuevos objetivos de fármacos para estos trastornos del estado de ánimo.

1.     Basado en : Jenna A McHenry, James M Otis, Mark A Rossi, J Elliott Robinson, Oksana Kosyk, Noah W Miller, Zoe A McElligott, Evgeny A Budygin, David R Rubinow, Garret D Stuber. Hormonal gain control of a medial preoptic area social reward circuit. Nature Neuroscience, 2017; DOI: 10.1038/nn.4487