El modelo computacional del cerebro muestra qué desencadena los 'tics' de Tourette

El síndrome de Tourette es una enfermedad neurológica en la cual los pacientes hacen una serie de movimientos y sonidos repetitivos e involuntarios que comúnmente se conocen como 'tics'. Un nuevo estudio utiliza un modelo computacional para simular la base neurológica de la enfermedad, lo que podría ayudar a los investigadores a diseñar nuevas terapias en el futuro.El nuevo modelo muestra que los "tics" de Tourette se desencadenan por la interacción entre áreas clave del cerebro.
Crédito de la imagen: Beste Ozcan

Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) informan que en los Estados Unidos, 1 de cada 360 niños de entre 6 y 17 años recibe un diagnóstico de síndrome de Tourette. Sin embargo, los CDC también sugieren que los números pueden ser más altos que esto, ya que la enfermedad a menudo no se diagnostica.

Los tics que acompañan a la enfermedad varían en complejidad. Algunos de ellos pueden ser bastante simples, como parpadear, por ejemplo, mientras que otros pueden implicar tocar objetos, repetir las mismas palabras o hacer gestos obscenos.

Algunos de los tics motores que ocurren en la enfermedad, como olfatear, pestañear, hacer muecas o encogerse de hombros, hasta ahora, se pensaba que ocurrían en una sola área del cerebro llamada ganglios basales.

Los ganglios basales son un grupo de núcleos subcorticales interconectados, que se encuentran en la base del cerebro anterior, profundamente incrustados en los hemisferios del cerebro, que están involucrados en el control motor y otras funciones y comportamientos ejecutivos.

La nueva investigación, sin embargo, sugiere que el síndrome no está restringido a una sola región, sino que puede estar asociado con múltiples áreas del cerebro que interactúan para causar los tics.

Los hallazgos fueron publicados en la revista PLOS Biología Computacional, y el equipo de investigación fue dirigido por Daniele Caligiore del Consejo Nacional de Investigación en Italia.

Estudiando las vías neuronales relacionadas con Tourette usando una simulación por computadora

Caligiore y su equipo desarrollaron una simulación por computadora de la actividad neuronal que subyace a los tics motores relacionados con Tourette.

El nuevo modelo se basa en investigaciones previas que revelaron la actividad cerebral que acompaña a los tics motores en los cerebros de monos y ratas. Estos estudios previos sugirieron que la señalización entre la corteza, el cerebelo y los ganglios basales podría ser responsable de los tics.

En el nuevo estudio, Caligiore y sus colegas ajustaron el modelo para replicar los principales elementos funcionales y anatómicos del sistema neuronal examinados en estudios con animales: los ganglios basales, el tálamo, la corteza motora primaria y el cerebelo.

El nuevo modelo no solo logró reproducir los resultados del estudio con monos, sino que también sirvió para resaltar el papel clave desempeñado por la interacción entre varias regiones cerebrales al activar los tics motores relacionados con Tourette.

Específicamente, el modelo reveló que la vía neural que conecta el subtálamo con la protuberancia y el cerebelo -junto con el circuito neuronal que va del cerebelo al tálamo y la corteza cerebral- puede ser responsable de los tics. Además, el estudio sugiere que los tics pueden ser causados ??por una combinación de señalización de dopamina anormal en los ganglios basales y actividad en el circuito cerebeloso-talamo-cortical.

Como explican los autores:

"El modelo predice que la interacción entre las señales dopaminérgicas y la actividad cortical puede ser la base de la aparición de eventos tic, y que la conexión anatómica que une el núcleo subtalámico y el cerebelo puede apoyar la participación del cerebelo en la producción tic. De esta manera, el modelo apoya la reclamar [...] sobre una posible participación del circuito subtalámico-puente-cerebeloso en la generación de tic ".

Estudio abre nuevas posibilidades para el tratamiento

Según los autores, esta es la primera vez que se utiliza un modelo computacional para estudiar estas vías. "Este modelo representa el primer intento computacional para estudiar el papel de los enlaces anatómicos de los ganglios cerebelosos basales recientemente descubiertos", dice el autor principal del estudio.

Los hallazgos no solo han proporcionado la base para experimentos futuros, sino que también allanan el camino para nuevas terapias. Como Caligiore y sus colegas explican:

"El modelo predice que la producción de tics podría reducirse estimulando o inhibiendo externamente la corteza motora primaria. Estas predicciones podrían ser importantes para identificar nuevas áreas objetivo, aparte de las tradicionales para diseñar acciones terapéuticas innovadoras a nivel de sistema".

Además, el autor principal del estudio anticipa que los hallazgos podrían ayudar a crear los llamados pacientes virtuales, lo que podría servir para probar terapias usando modelos de computadora de una manera rentable y ética.

"Estas simulaciones se pueden realizar con pocos costos y sin implicaciones éticas, y podrían sugerir intervenciones terapéuticas prometedoras para ser probadas en investigaciones enfocadas con pacientes reales", dice Caligiore.

Aprenda cómo los químicos cerebrales pueden ayudar a tratar los tics en personas con síndrome de Tourette.

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