26 mayo 2016

¿Por qué el hambre aumenta la conducta impulsiva?

La hormona grelina, responsable de la sensación de hambre, parece alterar la capacidad de autocontrol y decisión, según se ha constatado en ratas.


Si vamos con hambre al supermercado, es probable que llenemos el carro de la compra más de lo que en realidad sería necesario. Según el reciente estudio, la hormona grelina contribuye a ello, pues nos vuelve más impulsivos.

Ulrich Baumgarten/ Getty Images
Este artículo de Spektrum se reproduce con permiso. Su versión en español se publicó  primero en Investigación y Ciencia
Cuando estamos hambrientos, se activa la producción de la hormona grelina en el estómago, con lo que la sensación de hambre se despierta en nosotros. Dicha hormona se encarga de que la comida nos parezca más apetecible y nos la comamos, pero también provoca otras dos reacciones, quizá no tan agradables: altera nuestra habilidad de autocontrol y nos hace más impulsivos. De esta manera desempeña un efecto negativo en la toma de decisiones y la capacidad de autocontrol, según han comprobado investigadores de la Universidad de Gotemburgo recientemente en ratas. “Hemos demostrado que el aumento de la grelina hasta los niveles que se dan antes de las comidas o durante el ayuno provoca que actuemos de manera impulsiva y afecta a la capacidad de tomar decisiones racionales”, señala Karolina Skibicka, una de las autoras del estudio.
Según los científicos, la “hormona del hambre” influye la actividad del área tegmental ventral, región del cerebro que regula, entre otras emociones, la alegría y, al parecer, también interviene en la conducta adictiva. Los científicos sometieron a las ratas a tres pruebas de autocontrol.
Animales más impulsivos
Los investigadores entrenaron a roedores saciados a apretar un botón después de que esperaran un tiempo determinado. Como recompensa recibían una golosina. También obtenían un premio si aguardaban que una señal les permitiera activar dicho botón. En el tercer experimento debían mostrar su paciencia: si lograban esperarse recibían más azúcar que si apretaban el interruptor de manera inmediata para obtener el dulce. En la mayoría de casos, las ratas aprendieron y respetaron las reglas del juego. A continuación, los investigadores inyectaron grelina en los animales. La hormona surtió efecto enseguida: los animales mostraron una reducción en la capacidad de autocontrol, puesto que apretaban el botón sin esperarse a poder hacerlo y buscaban recompensas más rápidas, incluso si a cambio perdían la oportunidad de conseguir raciones más abundantes. En pocas palabras, actuaban de manera impulsiva. El equipo comprobó los mismos resultados con ratas hambrientas a las que no habían administrado grelina. Pero si les inyectaban inhibidores de dicha hormona, los animales volvían a controlar su conducta.
“Nuestros resultados muestran que la restricción de los efectos de grelina en el área tegmental ventral, la región del cerebro crucial en el sistema de recompensa, es suficiente para que las ratas reaccionen de manera más impulsiva. Es importante destacar que, cuando bloqueamos la grelina, la conducta impulsiva se redujo en gran medida”, señala Skibicka. Incluso un corto período de ayuno, una forma más natural de aumentar la liberación de grelina, aumentó el comportamiento impulsivo de los roedores.
Impulsividad en los humanos
Los resultados podrían ser la explicación de por qué las personas solemos introducir más alimentos en el carro de la compra cuando vamos al supermercado con hambre. O por qué somos menos capaces de resistirnos a picar unas galletas saladas o un trozo de dulce aunque sepamos que en breve nos van a servir el almuerzo.
Asimismo, el hallazgo podría contribuir a encontrar posibles soluciones farmacológicas para los trastornos de la conducta alimentaria, obsesivos compulsivos y de atención e hiperactividad, señalan los autores. “Nuestros resultados indican que los receptores de grelina en el cerebro pueden ser un posible objetivo para el futuro tratamiento de enfermedades psiquiátricas que se caracterizan por problemas de impulsividad; incluso para los trastornos de la conducta alimentaria”, concluye Skibicka.

24 mayo 2016

¿Combatir las adicciones a través del eje cerebro-intestinos?

Gut Brain

Posted May 24, 2016 by Giuseppe Gangarossa in AddictionBasic NeuroscienceEndocrinologyNeuroscience

"Somos lo que comemos". Este dicho  popular es cierto en más de un sentido. De hecho, es bien sabido que los alimentos, a través de acción sobre el sistema entérico, tiene efectos directos sobre el cerebro. Los mecanismos que subyacen a este cambio ya no son un misterio ya que una gran cantidad de literatura científica pone de manifiesto la interferencia funcional entre la periferia y el cerebro. En particular, el eje llamado vísceras-cerebro consiste en la comunicación bidireccional entre el cerebro y el sistema entérico, que une los centros emocionales y cognitivos del cerebro con funciones intestinales periféricas (y viceversa). Miradas en torno a la diafonía intestino-cerebro han revelado un sistema de comunicación fascinante que se cree que está involucrado en muchas funciones y sistemas dentro del cuerpo sano, de rutina, así como en muchas enfermedades.
¿ Podría este eje ser un sorprendente jugador clave a la adicción a las drogas? Recientemente, se ha identificado el rol fundamental de los péptidos reguladores del apetito, tales como la grelina y péptido similar al glucagón 1 (GLP-1), en el desarrollo de refuerzo de drogas  (Engel JA y Jerlhag E, 2014). El desarrollo de la dependencia a las drogas se atribuye a la capacidad de las drogas adictivas para interferir con el sistema de la dopamina mesoaccumbal, que consiste en las neuronas dopaminérgicas de la zona tegmental ventral (VTA) que se proyecta para el núcleo accumbens (NAC). Por otra parte, en un reciente artículo de PLoS ONE, Vallof y sus colegas observaron que la Neuromedina U (NMU), otro péptido intestinal-cerebro, fue capaz de atenuar los efectos psicomotores inducidos por la anfetamina psicoestimulante. Este hallazgo es de gran interés, especialmente ya que las intervenciones farmacológicas para tratar la dependencia de anfetaminas son limitadas.
¿Cómo actúa el NMU  sobre el cerebro?
El neuropéptido NMU, que se detecta en todo el sistema entérico, actúa a través de dos receptores distintos, a saber NMUR1 y NMUR2. Mientras NMUR1 se expresa principalmente en el sistema periférico, NMUR2 se encuentra también en el cerebro, especialmente, en las áreas relacionadas con la recompensa. En congruencia con la alta expresión de NMUR2 lo largo del eje intestino-cerebro, la investigación ha demostrado que NMU sirve como una señal (anorexígena) catabólico a través de un mecanismo central (Ida T et al., 2005). De hecho, la administración central de NMU disminuye la ingesta de alimentos en ratas, mientras que NMU antisentido la aumenta. Estas propiedades anorexígenas de NMU se ven confirmadas por los hallazgos de que los ratones que sobreexpresan NMU son hipofágicos (Kowalski TJ et al., 2005).
En cuanto a la atenuación mediada por NMU de los efectos relacionados con la anfetamina en el cerebro, Vallof y sus colegas, de la Universidad de Gotemburgo en Suecia, demostraron que la activación central del sistema de señalización del receptor de NMU inhibe los efectos psicomotores inducidos por la administración de anfetaminas. En particular, la activación del receptor central de NMU fue capaz de reducir la liberación de dopamina en el núcleo accumbens y la hiperlocomoción inducida por anfetamina, lo que sugiere que NMU puede actuar interfiriendo con la liberación de dopamina. Esta hipótesis se ve apoyada por los experimentos de microdiálisis que muestran una reducción en la liberación de dopamina tras la administración NMU.
De hecho, cuando las ratas fueron inyectadas por vía intravenosa con NMU antes de la administración de anfetaminas, fueron menos sensibles a los efectos estimulantes de la droga recreativa. Por último, con el fin de investigar el efecto terapéutico de NMU en la dependencia de anfetamina, los autores realizaron una prueba acondicionando un lugar de preferencia (CPP), un paradigma diseñado para revelar la pro- o las propiedades anti-adictivas de un compuesto dado. El CPP constituye una medida de señales contextuales relacionadas con la recompensa asociada con una experiencia de la droga determinada. Curiosamente, las ratas tratadas previamente con NMU no mostraron expresión de preferencia de lugar condicionado, lo que revela que NMU puede contrarrestar los efectos adictivos de la anfetamina.

La administración central de NMU atenúa la estimulación locomotora inducida por las anfetaminas, la liberación de dopamina accumbal y la expresión de preferencia de lugar condicionado en ratones.
Los hallazgos anteriores llevan a una pregunta fundamental: ¿qué región del cerebro está implicada en la acción de NMU? El núcleo accumbens, una región clave del sistema de recompensa, fue el candidato obvio. Sorprendentemente, a pesar de que el NMU inyectado en el núcleo accumbens fue capaz de reducir fuertemente los efectos psicomotores evocados por la anfetamina, no pudo evitar la preferencia del lugar condicionado. Estos resultados sugieren un mecanismo cerebral complejo por el cual el péptido intestinal puede actuar sobre el sistema de recompensa. Elisabet Jerhalg, el investigador principal del estudio, ha destacado la importancia de considerar "que los receptores NMUR2 expresadas en otras áreas del cerebro, como el núcleo arqueado y el núcleo paraventricular, son importantes para la activación inducida por anfetamina del sistema de la dopamina mesoaccumbal". Los autores llegan a decir que "los mecanismos aguas abajo a través del cual el centro de la señalización de NMU reduce la recompensa inducido por anfetamina siguen siendo desconocidos y deben investigarse más a fondo". Una hipótesis interesante en el mecanismo de acción de NMU reside en el eje del estrés. De hecho, Vallof y sus colegas especularon sobre "la posibilidad de que la [atenuación mediada] de la NMU  sobre la recompensa inducida por anfetamina [podría ser] secundaria a su efecto sobre el eje hipotálamo estrés-pituitario-adrenal (HPA)". Paradójicamente, esta hipótesis implicaría que "la recompensa mediada por NMU no implica la respuesta al estrés ya que se ha demostrado que la dosis seleccionada, en comparación con las dosis más altas, de ... NMU intravenosa no afecta a los niveles de corticosterona [que por lo general se elevan en el estrés como respuestas] en roedores, "continuaron los autores.
A pesar de estos resultados prometedores, las funciones del neuropéptido NMU en el cerebro sigue siendo un misterio, que merece ser explorado a fondo. Quién sabe, el eje intestino-cerebro podría contener varias sorpresas que necesitan ser descifradas.


journal.pone.0154477
Central administration of NMU attenuates amphetamine-induced locomotor stimulation, accumbal dopamine release and expression of conditioned place preference in mice.



References 
    1. Engel JA, Jerlhag E. Role of gut-brain hormones in the Pathophysiology of Alcoholism: Implications for Pharmacotherapy. CNSDrugs. 2014; 28(10):875–86.doi:10.1007/s40263-014-0178-y. PMID: 24958205
    2. Ida T, Mori K, Miyazato M, Egi Y,Abe S, Nakahara K, et al. Neuromedin is a novel anorexigenic hormone. Endocrinology. 2005;146(10):4217–23. PMID: 15976061
    3. Kowalski TJ, Spar BD, Markowitz L, Maguire M, Golovko A, Yang S, et al. Transgenic overexpression of neuromedin U promotes leanness and hypophagia in mice. The Journal of endocrinology. 2005; 185 (1):151–64. PMID: 15817836
Giuseppe Gangarossa received his PhD in Biomedical Sciences, specialty Neuroscience, from the University of Bologna. He has been a visiting fellow at the Karolinska Institutet (Sotckholm, Sweden) and Inserm (Montpellier, France) and he is currently a postdoc at the Collège de France (Paris, France). His main research topic is dopamine-related brain disorders. You can follow him on twitter @PeppeGanga

Traducido por Rubén Carvajal

Biología de los sentimientos viscerales: la ruta directa del intestino al cerebro

Researchers Map Direct Gut Brain Connection

¿Por qué no podemos quitar la mirada a una cara bonita?

NEUROCIENCIA NOTICIAS


Pocas impresiones visuales se pueden comparar con los intereses de los seres humanos para las caras. Una nueva investigación sugiere que nuestro cerebro nos recompensa por mirar caras bonitas.
Una rápida visión de un rostro nos proporciona una rica información sobre la persona en frente de nosotros. ¿Nos conocemos? ¿Hombre o mujer?Feliz o enojado? Atractivo?
En su tesis doctoral, realizada en el Departamento de Psicología de la Universidad de Oslo, Olga Chelnokova ha explorado cómo nuestro sistema visual es capaz de dirigir la atención a la información más importante en una cara. Su estudio sugiere que la evolución nos ha hecho expertos en las caras.
"Estamos muy curioso sobre rostros de los demás, leemos historias en ellos y evaluar su valor estético", dice Chelnokova.
No podía dejar de mirar
Junto con sus colegas del grupo de investigación de laboratorio hedónico Farmacología ella reveló que el sistema de recompensa del cerebro - un grupo de regiones profundas en nuestro cerebro - está involucrado en nuestra evaluación del atractivo de otras personas.
Foto del investigador con un mapa de la cabeza superpuesta para mostrar las áreas de la cara de personas se concentran en la mayoría.
Las áreas que típicamente escanean cuando se ve una cara durante varios segundos. Las áreas rojas muestran lo que buscamos a lo sumo, con colores cambiando gradualmente a azul para las áreas que reciben menos atención. Aquí, una imagen de la propia investigadora - Olga Chelnokova. Crédito: Lasse Moer / UiO.
"El sistema de recompensa está involucrado en la generación de la experiencia del placer cuando, por ejemplo, disfrutamos de una deliciosa gastronomía o sucede que ganar una lotería. Resulta que el mismo sistema también se dedica a la creación de las sensaciones de placer cuando vemos una cara bonita ", dice ella.
Investigaciones anteriores han demostrado un alto nivel de acuerdo entre la gente cuando se trata de evaluar el atractivo facial.En el estudio actual, los científicos permiten a los participantes ver imágenes de caras pre-calificados como máximo, intermedio o menos atractiva. Esto se hizo después de que los participantes recibieron una pequeña dosis de morfina, una droga que estimula el sistema de recompensas.
"Los participantes calificaron los rostros más atractivos, ya que incluso más atractivo, y estaban dispuestos a hacer más prensas de botón que dejar que ellos ven en la imagen para un tiempo más largo. También pasaron más tiempo mirando a los ojos de las personas en las fotos. Es importante destacar que observamos las conductas opuestas cuando bloqueamos el sistema de recompensas con otro fármaco, de tal manera que, por ejemplo, nuestros participantes dieron calificaciones inferiores a las caras más atractivas ", explica Chelnokova.
Los investigadores observaron ningún efecto de las drogas cuando los participantes vieron imágenes de rostros intermedios o menos atractivas.
Teoría de la evolución
¿Es posible que el cerebro humano ha evolucionado para reforzar los comportamientos que son evolutiva favorable para nosotros como especie? Muy bien podría tener, según los científicos.
"Investigaciones anteriores han establecido vínculos entre el atractivo facial y varios factores importantes para la propagación de la evolución de nuestra especie, como la salud y el buen potencial reproductivo. Podemos especular que hay una razón evolutiva detrás de nuestro cerebro disfrutando de mirar y querer mirar más en una cara atractiva ", dice Olga Chelnokova.
Ella enfatiza sin embargo que el sistema de recompensas da una respuesta inmediata, un placer extra, pero que la respuesta del sistema no determina la trayectoria de nuestro comportamiento en el largo plazo.
"Por ejemplo, no podemos comer chocolate todo el tiempo porque no es saludable. Del mismo modo, hay muchos factores que contribuyen a una buena relación mucho más atractivo facial.Pero aprendemos más acerca de otras cualidades como llegamos a conocer a la otra persona mejor ".
Buscando el contacto visual
Otro estudio en su tesis de que los participantes miran imágenes tridimensionales de las caras, mientras que el seguimiento de sus movimientos oculares. Los científicos registraron qué partes de los participantes miraron cara cuando se le preguntó a reconocer las caras. Los participantes se mostraron las mismas caras de diferentes puntos de vista.
"Reconociendo una cara de una novela de vista no es una tarea fácil, porque las caras pueden parecer muy diferentes dependiendo de la vista", explica Chelnokova.
Los científicos demostraron que la información 3-D sobre la estructura facial nos ayuda a reconocer las caras de diferentes puntos de vista. También vieron que nuestro sistema visual dirige la atención hacia partes de la cara que nos proporcionan la información necesaria de forma rápida, como los ojos.
Cambia nuestra  conducta
Estudios anteriores han relacionado el sistema de recompensa del cerebro a nuestra experiencia de la belleza facial de los demás. En estos estudios, los científicos escanearon el cerebro de los participantes mientras miraban fotografías de rostros. Los investigadores demostraron que la visualización pasiva de rostros hermosos aumenta la actividad en el sistema de recompensa.
Sin embargo, esta evidencia anterior sólo es correlacional, lo que significa que los científicos sólo observan una mayor activación cerebral a los rostros atractivos, pero no se ponen a prueba si esta actividad afecta en realidad la cantidad de gente le gusta las caras que vieron.
Los resultados de la tesis doctoral en curso fueron los primeros en demostrar que el cambio de los niveles de actividad dentro de los resultados del sistema de recompensa del cerebro en los cambios en el comportamiento, tales como el gusto caras atractivas aún más, y con ganas de mirar más tiempo en ellos.
"La importancia de los ojos en nuestra evaluación de los demás ha sido bien documentada. Por ejemplo, es difícil de reconocer a alguien si sus ojos están ocultos, mientras que si alguien está mintiendo a nosotros, a menudo podemos ver en sus ojos. En general, si queremos entender cómo se siente otra persona, los ojos pueden darnos la mayor parte de la información requerida ", dice Olga Chelnokova.
También la nariz y las mejillas resultó ser importante para los participantes en el estudio, sobre todo cuando se mira en caras en 3-D, donde estos rasgos faciales nos proporcionan pistas valiosas sobre las propiedades volumétricas de una cara.

23 mayo 2016

"Te estás quedando dormida", le dijo el científico a la Drosophila

Todos hemos sido atrapados en esa nebulosa guerra entre la vigilia y el sueño. Pero la biología subyacente a cómo nuestro cerebro nos lleva a dormir cuando estamos privados de sueño no ha sido del todo aclararada. Por primera vez, los científicos han identificado las neuronas en el cerebro que parecen controlar la unidad del sueño, o la creciente presión que sentimos a dormir después de estar durante un período prolongado de tiempo.
Yawwwwn. Where's my bed?
Los resultados, publicados en línea el jueves por la revista Cell, podrían conducir a una mejor comprensión de los trastornos del sueño en los seres humanos. Y tal vez, un día, si todo el trabajo sale bien, podrían desarrollarse mejores tratamientos para el insomnio crónico. Para explorar qué áreas del cerebro podrían estar involucradas en la unidad del sueño, el Dr. Mark Wu, neurólogo de Johns Hopkins, y sus colegas, volvieron a las moscas de la fruta, que poseen un largo objeto de investigación científica. A pesar de las diferencias físicas obvias físicos entre humanos y moscas de la fruta (Drosophila) ambas especies tienen mucho en común cuando se trata de los genes, la arquitectura del cerebro, o incluso los comportamientos. Incluidos en el estudio había más de 500 cepas de mosca, cada una con perfiles únicos de activación cerebral (lo que significa que ciertos circuitos son más activos en ciertas moscas). Mediante el empleo de una técnica de ingeniería genética en la que los grupos específicos de neuronas pueden activarse con el calor, los investigadores fueron capaces de controlar el disparo de casi todos los circuitos principales en el cerebro de la mosca de las frutas y monitorear los efectos resultantes sobre el sueño. Por otra parte, las neuronas de interés fueron iluminadas en verde cuando se activaban, permitiendo que las células específicas se identificasen con microscopía fluorescente. Wu encontró que la activación de un grupo de células llamadas neuronas R2, que se encuentran en una región del cerebro conocida como el cuerpo elipsoide, puso a dormir a las moscas de la fruta, incluso horas después de que las neuronas se "apagaban".

A continuación, utilizando retoques más genéricos, Wu diseñó neuronas R2 que pueden producir la toxina del tétanos, con el fin de desactivar las células al evitar la liberación de neurotransmisores (en otras palabras cortando la comunicación con las neuronas vecinas). Las moscas que no fueron privadas de dormir, pero cuyas neuronas R2 expresaban el compuesto tóxico, dormían su cantidad habitual. Sin embargo las moscas privadas de dormir - con sus frascos de laboratorio agitándose mecánicamente durante la noche - también con las neuronas R2 silenciadas, experimentaron, en promedio, un 66 por ciento menos de sueño rebote. Los autores tomaron esto como que las moscas se sentían menos cansadas ​​después de un sueño inadecuado. El corte de la actividad R2 pareció suprimir la unidad del sueño durante la privación del mismo. "Ni siquiera sabíamos que existieran circuitos para la unidad del sueño", dice Wu en un correo electrónico. "Si podemos encontrar los circuitos análogos en los seres humanos, podríamos ser capaces de inducir la más potente y de larga duración cambios en el sueño o la vigilia en pacientes que sufren de somnolencia patológica severa o insomnio grave." Como explica Wu, durante años el sueño se ha atribuido principalmente a la liberación de sustancias químicas que intervienen en la excitación y el control del ritmo circadiano, a saber, la adenosina y la melatonina. Y estos compuestos ciertamente parecen jugar un papel en el sueño. Sin embargo, una vez liberados son transitorios; los científicos se han preguntado ¿cómo, pues, contribuyen al sueño prolongado? Mediante el uso de una tecnología llamada etiquetado sináptico con recombinación - synaptic tagging with recombination o STaR, en inglés - que permite la comunicación entre dos neuronas que puede ser visualizada en animales vivos, el grupo de Wu descubrió que las neuronas R2 en moscas privadas de sueño mostraron un aumento en la liberación de neurotransmisores. El aumento de la actividad neuronal era aún evidente dos horas después de terminar la interrupción del sueño, lo que posiblemente explica cómo el sueño se mantiene extendido. Después de 24 horas de recuperación del sueño, el aumento de la actividad en las neuronas R2 volvió de nuevo a su estado normal. "El punto de vista actual ha sido que el aumento de la presión del sueño con la vigilia prolongada es causada por un aumento en la concentración de las sustancias químicas en el cerebro que inducen el sueño," dice Frank A.J.L. Scheer, un científico del sueño en la Escuela de Medicina de Harvard y del Hospital Brigham y de la Mujer. "Sin embargo, estos productos químicos suelen tener una corta vida media del orden de minutos, mientras que la acumulación y la disipación de la presión del sueño es del orden de horas", y continúa: "El elegante estudio del Dr. Wu con moscas de la fruta muestra que la presión homeostática del sueño se codifica en parte por cambios en que tan bien se conectan las neuronas." Scheer dice que los resultados proporcionan un nuevo modelo de cómo el sueño se regula en el cerebro. Sin embargo, expresa algunas reservas: "Actualmente no sabemos si podrán trasladar, y cómo, los resultados de este estudio al sistema de mamíferos, incluyendo los seres humanos" Wu ha adelantado que la aplicación de sus hallazgos en humanos es, por ahora, especulativa. Aún así, las perspectivas son muy interesantes.  Se prevé el uso de la estimulación de las neuronas motrices del sueño en forma muy parecida a como se usa actualmente la estimulación profunda del cerebro para tratar los trastornos del movimiento como la enfermedad de Parkinson. En otras palabras, se podría influenciar la actividad neuronal con un estimulador implantado, que supervise y controle la unidad del sueño, aumentándolo o suprimiéndolo según sea necesario. No es difícil imaginar los posibles inconvenientes de convencer al cerebro y el cuerpo que no están cansados, cuando en realidad lo estén. Normalmente, nuestro cerebro nos alerta a dormir por una razón: para poner a descansar nuestra maquinaria celular; para restaurar las reservas de energía; para consolidar los recuerdos. ¿Cuáles serían las consecuencias para la salud - o no - de, por ejemplo, que un cirujano demasiado ambicioso, con exceso de trabajo, pretenda sofocar su impulso innato del sueño? Dadas las primeras etapas de este trabajo, a Wu no parece preocuparle ese asunto. Se cree que una mejor comprensión de los mecanismos del sueño podría ayudar en el futuro a los médicos a tratar pacientes con un deseo hiperactivo de dormir. "Preveo que los tratamientos de reposo de la unidad se utilicen en pacientes con una enfermedad muy grave que sea resistentes a las terapias existentes", dijo.

Escrito por Bret Štětka. Traducido por Rubén Carvajal de http://www.npr.org/sections/health-shots/2016/05/19/478672500/you-are-getting-sleepy-said-the-scientist-to-the-fruit-fly