Mediante la manipulación de la actividad de neuronas específicas del cerebro del pez cebra, científicos han distinguido una población neuronal esencial para el condicionamiento del miedo en esta especie.

El estudio, publicado en la edición de este miércoles de ‘BMC Biology’, sugiere que ese circuito neural esencial para el condicionamiento del miedo existe y se ha conservado durante la evolución de los vertebrados.

¿Cómo pueden los animales evitar peligros para sobrevivir? Si los animales experimentaron eventos peligrosos junto con algunos «signos», los animales memorizan el signo, lo temen y responden al miedo, por ejemplo, un comportamiento de huida. Este es un tipo de aprendizaje que se llama «condicionamiento del miedo».

En los mamíferos, incluidos los humanos, la amígdala, una de las estructuras del cerebro, desempeña un papel importante en el condicionamiento del miedo. Sin embargo, no se conoce cómo la estructura del cerebro y los circuitos neuronales esenciales para el acondicionamiento del miedo se han conservado (o cambiado) durante la evolución de los vertebrados.

El pez cebra, un animal modelo popular en estudios biológicos, puede realizar el acondicionamiento del miedo, así como humanos y otros mamíferos. El grupo del profesor Kawakami ha tenido éxito en el desarrollo de tecnologías para visualizar y manipular neuronas cerebrales específicas en el pez cebra mediante el empleo del factor de transcripción de levadura Gal4, la proteína verde fluorescente (GFP) y la neurotoxina botulínica (BoTx).

Estos expertos han generado una colección de líneas de peces transgénicos que se utilizan para estudiar las funciones cerebrales, así como otros diversos órganos, de investigadores de peces cebra de todo el mundo. De las casi 2.000 líneas de peces transgénicos en su laboratorio, una jugó un papel importante en el estudio actual que etiqueta las neuronas en el área dorsomedial (Dm) del telencéfalo del pez cebra.

«En mamíferos, incluidos humanos y ratones, el condicionamiento del miedo está mediado por un área del cerebro llamada amígdala. La amígdala integra información sobre eventos peligrosos, como descargas eléctricas y algunos signos, como estímulos visuales o auditivos. Sin embargo, dichas neuronas no se han encontrado en los peces», apunta el profesor Koichi Kawakami, del National Instittute of Genetics de Japón. «Es importante explorar estas neuronas en los peces porque podemos aumentar el conocimiento sobre los circuitos neuronales fundamentales para que los animales realicen un condicionamiento de miedo conservado evolutivo», añade.

Hallan neuronas equivalentes a la amígdala

Para este propósito, el doctor Lal, un antiguo estudiante de posgrado en su laboratorio, desarrolló un sistema de análisis del comportamiento. Los peces se colocan en un pequeño tanque con dos compartimentos. Los LED verdes no son dañinos para los peces, pero los autores dieron descargas eléctricas a los peces mientras que las luces LED verdes estaban encendidas diez veces al día durante cinco días consecutivos. Finalmente, cuando los LED verdes están encendidos, los peces aprendieron a escapar del compartimiento que se iluminó, y se movieron al otro compartimiento.

«Es divertido ver lo inteligentes que son», describe Lal. Usando estas tecnologías y estos recursos, han descubierto que las neuronas en la región llamada Dm del telencéfalo de peces son esenciales para el condicionamiento del miedo. Es decir, estas neuronas son un equivalente funcional de la amígdala de los mamíferos. Este resultado es una pista para aclarar la estructura y evolución del circuito neuronal esencial para el condicionamiento del miedo.

El profesor Kawakami nos mostró su instalación de pez cebra donde se pueden ver miles de peceras, cada una de las cuales contiene peces genéticamente diferentes que pueden encenderse o conducir a la expresión GFP o BoTx en diferentes tipos de neuronas en el cerebro o en el cuerpo.

«Este trabajo muestra una aplicación exitosa de nuestros recursos genéticos en el estudio de la función cerebral. También se espera que sea la base para aclarar las causas y el tratamiento de enfermedades que involucran miedo y ansiedad y trastorno de estrés postraumático», concluye Kawakami.

Fuente: europapress.es