Los estímulos informáticos proporcionan señales de atracones
Para las personas con enfermedad de Parkinson, la estimulación cerebral profunda (DBS) puede aliviar los síntomas físicos. Este procedimiento quirúrgico consiste en implantar electrodos de alambre ultrafinos en áreas específicas del cerebro. Para tratar el Parkinson, los cirujanos apuntan a una estructura cerebral llamada núcleo subtalámico cerca del centro del cerebro. Los electrodos, a veces denominados colectivamente «marcapasos cerebrales», emiten pulsos eléctricos de alta frecuencia que interfieren con la actividad neuronal en el tejido cerebral objetivo.
Hasta la fecha, más de 100.000 pacientes de Parkinson han sido tratados con esta tecnología. El procedimiento es efectivo para controlar síntomas como temblores y rigidez, pero como todos los tratamientos, tiene efectos secundarios. Por razones que aún no se entienden, hace que un pequeño porcentaje de pacientes coma en exceso.
Esta observación llevó a un equipo de neurocirujanos de la Escuela de Medicina de Yale a explorar más a fondo. Ahora, el equipo ha identificado una vía neural en el cerebro de los ratones que, cuando se estimula, desencadena los atracones. Sus hallazgos, publicados el 25 de mayo en la revista Science, brindan pistas sobre cómo el cerebro controla el comportamiento alimentario y ayudan a explicar por qué la estimulación cerebral profunda a veces conduce a que los pacientes con enfermedad de Parkinson coman en exceso. Si se puede descubrir un interruptor neuronal similar en humanos, eventualmente podría conducir a nuevos tratamientos para este trastorno alimentario.
En su estudio, Xiaobing Zhang y Anthony N. van den Pol utilizaron un método ampliamente adoptado llamado optogenética, que activa o desactiva circuitos cerebrales específicos. Los investigadores inyectaron el virus modificado genéticamente en un grupo de células en una parte del núcleo subtalámico llamada zona indeterminada, que sintetiza una molécula de señalización cerebral llamada GABA, que reduce la actividad neuronal. El virus ingresa a estas células con un gen que comienza a expresar una variante de una proteína fúngica llamada canalrodopsina. Esto hace que las células sean sensibles a la luz, lo que permite a los investigadores activarlas con gran precisión utilizando pulsos de luz láser que llegan al cerebro a través de fibras ópticas.
Descubrieron que la activación de estas neuronas llevó inmediatamente a comer en exceso, lo que provocó que los ratones comieran más de un tercio de su ración diaria de alimentos en solo 10 minutos y aumentaron su preferencia por los alimentos grasos. Un estímulo débil que duró 10 minutos y se repitió cuatro veces a intervalos de 30 minutos exacerbó el exceso de comida y los antojos de alimentos grasos, lo que provocó que los ratones consumieran casi las tres cuartas partes de su ingesta diaria de alimentos y aumentaran de peso corporal. En comparación, los animales de «control» no tratados comieron menos de una cuarta parte de sus raciones diarias durante el mismo período.
Los investigadores también encontraron que estas mismas células se volvieron más activas cuando los ratones se privaron de alimentos durante un día y en respuesta a la grelina, la llamada «hormona del hambre». Por otro lado, destruir las neuronas inyectándoles un virus que porta un gen para la muerte celular redujo la ingesta total de alimentos de los animales y redujo su aumento de peso en más del 50 por ciento en ocho semanas.
Zhang y van den Pol diseñaron sus virus de tal manera que el gen de la canalrodopsina se fusionó con otro gen que codifica una proteína fluorescente roja, lo que les permitió «marcar» las neuronas GABA y rastrear el curso de fibras largas o axones, desde el cuerpo del celular, confirma que las células proyectan estas fibras a las células en una región del cerebro llamada tálamo paraventricular. Silenciar o matar estas células tuvo el mismo efecto que activar las neuronas GABA, aumentando la ingesta de alimentos de los animales, mientras que activarlas dejó de comer. «Creo que nuestros hallazgos nos dan una idea de las partes del cerebro que pueden estar involucradas en los atracones», dijo van den Pol. «Pero por el momento es difícil saber si la banda de incertidumbre es a menudo la culpable de los atracones en los humanos».
Valerie Voon, neurocientífica cognitiva y conductual de la Universidad de Cambridge que no participó en el estudio, calificó los hallazgos como «observaciones intrigantes que pueden abordar algunas observaciones poco conocidas en la literatura clínica». explica «por qué la estimulación del núcleo subtalámico en pacientes con enfermedad de Parkinson conduce a un empeoramiento de la conducta alimentaria y al aumento de peso».
Si los hallazgos de este estudio se aplican a los humanos, podrían ayudar a los cirujanos a minimizar el riesgo de atracones como efecto secundario en los pacientes con enfermedad de Parkinson que se someten a un tratamiento con estimulación cerebral profunda. También pueden ayudar en el desarrollo de tratamientos farmacológicos para el comportamiento. «Solo una pequeña proporción de personas tratadas con DBS experimentan atracones, pero la colocación de electrodos puede ser un factor clave», explica van den Pol. «Si podemos encontrar un fármaco seguro que inhiba selectivamente las células GABA en la zona de incertidumbre, esto podría ser beneficioso en el tratamiento».
Van den Pol dijo que él y sus colegas querían aprender más sobre lo que hacen estas células y su anatomía. «Queremos seguir tratando de entender qué hacen las neuronas de la zona indeterminada GABA, dónde más se proyectan, qué partes del cerebro señalan la zona indeterminada y otras funciones a las que podrían contribuir».
