Los cerebros de los ratones responden de manera diferente a la amenaza observada y al peligro directo. Los humanos y otros animales sociales son muy hábiles para aprender observando cómo interactúan los demás con el medio ambiente, especialmente cuando identifican posibles fuentes de peligro. En ratones, una región específica del cerebro actúa como un centro de procesamiento de información que distingue entre el miedo observado y el que se experimenta directamente, y señala diferentes respuestas conductuales en consecuencia. Así lo refleja el trabajo de Silverstein, S.E. et al. Un código cortical distinto para la amenaza socialmente aprendida. Nature 626, 1066–1072 (2024).
La mayoría de los organismos están muy en sintonía con las amenazas potenciales en su entorno. Para muchas especies, la supervivencia depende de esta conciencia. La amenaza también es una característica siempre presente del mundo humano moderno, en situaciones rutinarias (por ejemplo, cruzar una calle concurrida) y que pueden cambiar la vida (como sufrir un accidente automovilístico grave). Los estudios sobre el trauma emocional han tendido a centrarse en descubrir los procesos neuronales que subyacen al aprendizaje de la experiencia adversa directa. Sin embargo, existe una rica literatura de etología y psicología que demuestre la eficacia del aprendizaje mediante la observación de cómo los demás se involucran y responden a su entorno, incluso cuando aprenden sobre el peligro, un proceso conocido como aprendizaje observacional del miedo (OFL). Los modelos animales de trauma emocional generalmente se centran en los procesos que sustentan las experiencias directas de amenaza, pero los nuevos modelos de roedores ahora ofrecen la oportunidad de dilucidar los mecanismos cerebrales subyacentes a OFL. Sin embargo, muchas preguntas siguen sin resolverse, incluidas algunas sobre el papel de la corteza prefrontal (CPF), una región del cerebro que parece ser particularmente adecuada para integrar el procesamiento de amenazas e información social.
Silverstein y colegas diseñaron una tarea OFL en la que un ratón (el observador) aprende a temer una señal auditiva observando a otro ratón (el demostrador) recibir repetidamente una descarga eléctrica levemente dolorosa en las patas (descarga en el pie) emparejada con la señal. Al descubrir que el OFL activaba el CPF en el observador, prepararon ratones que expresaban moléculas sensibles a la luz modificadas genéticamente en sus neuronas CPF. A continuación, utilizaron varias técnicas para medir y manipular la actividad neuronal de CPF a medida que los ratones se sometían a OFL. Descubrieron que OFL fallaba cuando se inhibían las neuronas CPF, lo que sugiere una contribución funcional clave de esta región cerebral. Además, al obtener imágenes de las neuronas CPF durante la OFL utilizando un microscopio en miniatura, encontraron patrones dinámicos de actividad asociados con la observación de amenazas. Curiosamente, estos patrones eran diferentes de los de la actividad neuronal CPF que se producía cuando los ratones experimentaban físicamente los choques en los pies. Estas diferencias indican que las neuronas CPF codifican la amenaza observada de una manera distinta de cómo codifican la experiencia aversiva directa.
Ninguna región del cerebro es una isla, y la cuestión de cómo opera el CPF en los circuitos cerebrales más amplios permanecía sin respuesta. Por lo tanto, los autores realizaron una serie de experimentos para rastrear, registrar y manipular las entradas neuronales al CPF de estructuras que se sabe que están involucradas en la asignación de importancia a los estímulos ambientales (la amígdala basolateral) y en el procesamiento de la información social y contextual (el hipocampo ventral). Utilizando un enfoque multifacético similar, examinaron los resultados clave del CPF. Los resultados de estos experimentos indican que el CPF actúa como un centro clave en el cerebro para aprender y responder a las amenazas indirectas. Postularon que, al combinar la información sobre la presencia de estímulos de predicción de peligros con información sobre el comportamiento del ratón demostrador, el CPF realiza cálculos que identifican la amenaza como observada, no directa, y luego envía instrucciones para respuestas conductuales apropiadas a sus objetivos posteriores.
Una comprensión cada vez mayor de que existen diferencias importantes en la forma en que el cerebro procesa los eventos adversos que se experimentan indirectamente en lugar de directamente es de interés más que académico. Experimentar eventos potencialmente mortales puede conducir a afecciones neuropsiquiátricas debilitantes, como el trastorno de estrés postraumático. Existe un gran impulso para identificar tratamientos nuevos y mejorados para los trastornos neuropsiquiátricos caracterizados por una reacción excesiva y persistente al trauma. Esta investigación se ha construido en gran medida en torno a modelos de amenaza directa, lo que plantea la cuestión de si se podría haber pasado por alto un aspecto importante de la fisiopatología de estos trastornos: el miedo aprendido indirectamente. Aunque estos hallazgos se basan en la señal de OFL en el ratón, parece haber paralelismos con las regiones del cerebro que participan en los seres humanos que realizan una tarea conductual comparable. Si los circuitos cerebrales de OFL se conservan en todas las especies, se plantearía la emocionante perspectiva de un esfuerzo de investigación traslacional destinado a identificar nuevos enfoques terapéuticos para aliviar la creciente carga social de los trastornos relacionados con el trauma.
Nature. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-00051-6
Silverstein, S.E., O’Sullivan, R., Bukalo, O. et al. A distinct cortical code for socially learned threat. Nature 626, 1066–1072 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-023-07008-1.
