Investigadores del Instituto Cajal-CSIC, bajo la dirección de la doctora Marta Navarrete, han dado un paso significativo en el campo de la neurociencia al desarrollar una técnica innovadora conocida como AstroLight. Esta metodología, basada en la optogenética, permite marcar y manipular astrocitos, células que desempeñan un papel crucial en las funciones cerebrales.
La investigación ha revelado que los astrocitos no son simplemente una población homogénea, sino que se organizan en subgrupos especializados que son esenciales para procesos como el aprendizaje y la recompensa. Este hallazgo abre nuevas posibilidades para investigar trastornos relacionados con el sistema de recompensa, incluyendo la adicción.
Un avance en la comprensión del comportamiento
AstroLight ha permitido a los científicos demostrar por primera vez que los astrocitos forman grupos activos que colaboran con neuronas en la codificación e integración de comportamientos complejos. “Los ensambles de astrocitos son fundamentales para comprender los mecanismos subyacentes al comportamiento”, afirma Navarrete.
El estudio se llevó a cabo en ratones y se centró en los astrocitos del Núcleo accumbens, una región cerebral clave en el sistema de recompensa. Este núcleo es responsable de regular conductas al integrar información cognitiva y emocional, lo que resulta en decisiones guiadas por recompensas o aversiones.
Los astrocitos, las células gliales más abundantes del cerebro, participan activamente en su funcionamiento mediante la comunicación bidireccional con las neuronas. Cada uno puede establecer hasta dos millones de conexiones en el cerebro humano.
Técnica innovadora para el aprendizaje
Durante el experimento, los investigadores entrenaron a ratones para asociar una señal luminosa con una recompensa: una solución dulce de sacarosa. Utilizando AstroLight, lograron marcar solo aquellos astrocitos activos durante momentos específicos del proceso de aprendizaje, permitiendo así analizar su influencia sobre el comportamiento relacionado con la recompensa.
Los resultados mostraron que solo un subconjunto específico de astrocitos del Núcleo accumbens se activa durante el aprendizaje. “Hemos observado que estos astrocitos se agrupan según su actividad, revelando su papel esencial en el aprendizaje y la recompensa”, destaca Irene Serra, primera autora del estudio.
AstroLight: Un nuevo enfoque experimental
AstroLight combina tres vectores virales para marcar astrocitos activos y activar o desactivar proteínas y genes específicos. Gracias a esta técnica, los investigadores pudieron observar cómo los astrocitos se reclutan progresivamente durante el aprendizaje, formando lo que han denominado “astroengramas”. Manipulando estos grupos celulares, se pudo alterar significativamente el comportamiento de los ratones respecto a su motivación hacia la recompensa.
“Este descubrimiento demuestra que un subconjunto específico de astrocitos es crucial para aprender que una señal ambiental predice una recompensa”, explican Cristina Martín Monteagudo y Javier Sánchez Romero, coautores del trabajo.
A pesar de ser vitales para las funciones cerebrales, los astrocitos han sido históricamente menospreciados frente al estudio neuronal. Sin embargo, investigaciones recientes indican su importancia en el procesamiento de información. “Desarrollamos AstroLight para demostrar que existen astrocitos especializados encargados de conductas específicas”, concluye Marta Navarrete.
Nuevas perspectivas para tratar trastornos
Esta investigación no solo proporciona evidencia sobre el papel funcional de conjuntos específicos de astrocitos en la codificación de asociaciones entre señales y recompensas, sino que también abre nuevas vías para abordar trastornos relacionados con el sistema de recompensa. La relevancia de este estudio radica en resaltar cómo los astrocitos contribuyen al funcionamiento cerebral general.
Preguntas sobre la noticia
¿Qué técnica han desarrollado los investigadores del Instituto Cajal-CSIC?
Han desarrollado una técnica basada en la optogenética, denominada AstroLight, que permite marcar y manipular astrocitos.
¿Cuál es el papel de los astrocitos en el cerebro?
Los astrocitos son células dinámicas que juegan un papel fundamental en la función cerebral, participando en la comunicación bidireccional con las neuronas y regulando la conducta.
¿Qué descubrieron sobre los astrocitos durante su investigación?
Descubrieron que los astrocitos forman subgrupos especializados que son esenciales para el aprendizaje y la recompensa, y que se agrupan según las funciones que desempeñan.
¿En qué estructura cerebral se centraron los investigadores?
Se centraron en los astrocitos del Núcleo accumbens (NAc), una estructura vital en el sistema de recompensa del cerebro.
¿Cómo afecta la manipulación de astrocitos al comportamiento de los ratones?
Manipulando los astrocitos, los investigadores observaron un impacto significativo en el comportamiento de los ratones, modulando su motivación hacia la recompensa.
¿Qué implicaciones tiene esta investigación para trastornos relacionados con el sistema de recompensa?
La investigación abre nuevas formas de abordar trastornos relacionados con el sistema de recompensa, como la adicción, subrayando la importancia de los astrocitos en el funcionamiento del cerebro.
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