Estas neuronas pueden 'decirnos' que sigamos comiendo, incluso cuando estamos llenos

La comida es una especie de recompensa, y cuanto mejor sabe, más gratificante se siente. Una nueva investigación en ratones identifica las neuronas y los circuitos cerebrales que regulan cuánto placer consumen los roedores. Algunos de estos mecanismos neuronales también están involucrados en el procesamiento de recompensas.
Una nueva investigación identifica células cerebrales que controlan el apetito en ratones que probablemente también existan en humanos. Los hallazgos pueden tener implicaciones significativas para las personas con trastornos alimentarios.

Un nuevo estudio publicado en la revista Neurociencia de la naturaleza encuentra neuronas y circuitos neuronales que controlan cuánto placer obtienen los ratones, y probablemente los humanos, por comer.

Investigadores del Instituto Max Planck de Neurobiología en Martinsried, Alemania, en colaboración con los del Instituto Friedrich Miescher de Basilea, Suiza, se propusieron examinar los mecanismos cerebrales que rigen el apetito y el consumo de alimentos.

Los primeros tres autores del estudio son Amelia Douglass, Hakan Kucukdereli y Marion Ponserre, los tres estudiantes de doctorado que, en este estudio, trabajaron en conjunto con otros investigadores y el autor principal, el Prof. Rüdiger Klein, director del Instituto Max Planck de Neurobiología.

Como explican los autores, se sabe que nuestros procesos cerebrales de búsqueda de recompensas y procesamiento de recompensas también controlan el apetito, pero no se conoce del todo cómo otras áreas del cerebro pueden desempeñar un papel.

El equipo también explica que investigaciones previas han demostrado que una región del cerebro conocida como el núcleo central de la amígdala (CeA) está involucrada en el procesamiento de alimentación y recompensa, pero no está claro qué neuronas y circuitos conducen estos comportamientos.

La amígdala es la región del cerebro que es clave para procesar emociones, tomar decisiones, responder a situaciones emocionalmente exigentes y aprender por asociación con eventos aterradores o placenteros.

Como explica el profesor Klein, los investigadores del Instituto de Tecnología de California en Pasadena ya señalaron que una clase de neuronas llamadas PKC-delta neuronas, que residen en esta área CeA, pueden hacer que los ratones dejen de comer.

"Encontré este estudio sobre 'neuronas de anorexia' en la amígdala fascinante", dice el profesor Klein. Entonces, para la nueva investigación, los científicos se propusieron identificar si había otras neuronas implicadas en el apetito y el consumo de alimentos.

El equipo se centró en una población diferente de neuronas basadas en CEA llamadas neuronas HTR2a.

Estudiando las neuronas HTR2a

Los investigadores utilizaron una serie de técnicas optogenéticas y farmacogenéticas innovadoras para examinar estas neuronas. La optogenética es una técnica de vanguardia que altera genéticamente las neuronas para que sean sensibles a la luz. Luego, con la frecuencia correcta de luz, los investigadores pueden activar y desactivar selectivamente ciertas neuronas.

Del mismo modo, la herramienta farmacogenética llamada imagen de calcio del cerebro profundo permitió a los investigadores alterar genéticamente las neuronas para que se volvieran fluorescentes, y por lo tanto detectables, al contacto con el calcio.

Otra técnica utilizada para rastrear neuronas se basó en el uso del virus de la rabia. Las técnicas virales de rastreo neuronal han revolucionado la neuroanatomía en los últimos años, permitiendo a los neurocientíficos mapear las conexiones en el cerebro.

Cómo las neuronas HTR2a controlan el apetito

Usando estas técnicas, los investigadores pudieron demostrar, in vivo, que las neuronas HTR2a "modulan el consumo de alimentos, promueven el refuerzo positivo y son activas durante la comida".

"Básicamente demostramos que las células HTR2a tienen un efecto positivo en el consumo de alimentos en ratones, y que a los ratones les gusta cuando estas células están activas", dice Douglass.

Específicamente, el equipo demostró que al encender estas neuronas los ratones comen por más tiempo. De hecho, este efecto fue aún más evidente cuando los ratones ya estaban llenos.

Además, otros experimentos mostraron que los ratones disfrutaban de tener estas neuronas activadas; usando un artilugio diseñado para el estudio, los roedores podrían encender estas neuronas presionando un interruptor con su hocico.

Co-autor principal Kucukdereli detalla los resultados, diciendo: "Estaba claro que a los ratones les gustaba tener células HTR2a activas, no podían dejar el interruptor solo".

"Cuando ablacionamos específicamente solo las células HTR2a, los ratones continuaron comiendo regularmente y no perdieron peso a largo plazo, y cuando inactivamos las células, los ratones no comieron tanta comida apetitosa incluso si tenían hambre".

Es importante destacar que estas neuronas parecían ejercer esta influencia en el apetito de los ratones una vez que los roedores ya habían comenzado a comer. Las células HTR2a no parecían estar activas cuando los ratones simplemente se dieron cuenta de que estaban a punto de recibir alimentos.

Esto sugirió a los investigadores que el HTR2a puede afectar la forma en que los alimentos saben. De hecho, los investigadores pudieron "hacer" que los ratones disfrutaran de un sabor determinado que no habían preferido anteriormente simplemente al encender estas células.

Cómo dos tipos de neuronas se inhiben entre sí

Finalmente, la investigación destaca una intrigante dinámica entre las neuronas HTR2a y PKC-delta que la investigación previa había identificado en la amígdala. Después de rastrear las redes neuronales, los investigadores revelaron un circuito sináptico que sugiere que las neuronas HTR2a y las neuronas PKC-delta pueden inhibirse mutuamente.

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"Comer algo malo activa las células PKC-delta, inhibiendo así las células HTR2a, haciendo que los animales se detengan", explica el autor co-líder Ponserre. "Por el contrario, comer algo delicioso activa las células HTR2a, inhibiendo así las células PKC-delta, lo que provoca que el consumo de alimentos se relacione con la recompensa".

"Ciertamente tenemos un buen punto de partida para investigar los vínculos entre el consumo de alimentos, el estado emocional y el sistema de recompensa. Es probable que haya células y circuitos similares en el cerebro humano, y esta podría ser también una área interesante de investigación para ayudar a las personas con trastornos alimenticios ".

Prof. Rüdiger Klein