Investigadores del Instituto Cajal-CSIC, bajo la dirección de la doctora Marta Navarrete, han logrado un avance significativo en el estudio de las funciones cerebrales al desarrollar una técnica innovadora llamada AstroLight. Esta metodología, basada en la optogenética, permite marcar y manipular astrocitos, células que desempeñan un papel crucial en el funcionamiento del cerebro.
El equipo ha descubierto que los astrocitos no son simplemente una población homogénea, sino que se organizan en subgrupos especializados que son fundamentales 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 enfoque revolucionario
AstroLight ha proporcionado evidencia de que los astrocitos, conocidos por su forma estrellada, forman agrupaciones según las funciones que realizan durante procesos específicos. “Los ensambles de astrocitos son grupos activos que juegan un papel clave en la regulación del comportamiento”, explica Navarrete. Estos conjuntos colaboran con las neuronas para codificar e integrar comportamientos complejos.
En este estudio, realizado en ratones, los investigadores se enfocaron en los astrocitos del Núcleo accumbens (NAc), una estructura cerebral esencial para el sistema de recompensa. Este núcleo es responsable de regular la selección de conductas a partir de información cognitiva y emocional.
Los astrocitos son las células gliales más abundantes en el cerebro y participan activamente en su funcionamiento mediante comunicación bidireccional con las neuronas. Un solo astrocito puede establecer hasta dos millones de conexiones en el cerebro humano.
Técnica AstroLight en acción
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 únicamente los astrocitos activos durante momentos específicos del aprendizaje, lo que les permitió manipular estos grupos y analizar su influencia sobre el proceso de aprendizaje y 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”, señala Irene Serra, primera autora del estudio.
AstroLight combina tres vectores virales para identificar primero a los astrocitos activos y luego activar o desactivar proteínas y genes específicos. Esto permite realizar experimentos precisos sobre ganancia o pérdida de función.
Implicaciones futuras
Gracias a esta técnica, los investigadores han podido observar cómo los astrocitos se reclutan progresivamente durante el aprendizaje, formando lo que han denominado “astroengramas”. Manipulando estos grupos celulares, se pudo modificar significativamente el comportamiento de los ratones respecto a su motivación hacia recompensas.
"Esto demuestra que ese subconjunto específico de astrocitos es crucial para aprender que una señal ambiental predice una recompensa", afirman Cristina Martín Monteagudo y Javier Sánchez Romero, coautores del trabajo.
La investigación subraya la importancia de los astrocitos como elementos clave en el procesamiento de información cerebral. La doctora Navarrete concluye: "Creemos que descifrar la actividad de diferentes subconjuntos de astrocitos junto con las neuronas es fundamental para comprender mejor el comportamiento y el aprendizaje".
Este estudio marca un hito importante al abrir nuevas vías para abordar trastornos relacionados con el sistema de recompensa y resalta la relevancia crítica de los astrocitos en la función cerebral.
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.
¿Qué descubrieron sobre los astrocitos en este estudio?
Descubrieron que los astrocitos forman subgrupos especializados que son esenciales para el aprendizaje y la recompensa.
¿En qué parte del cerebro se centraron los investigadores?
Se centraron en los astrocitos del Núcleo accumbens, una estructura cerebral vital en el sistema de recompensa.
¿Cómo afecta la manipulación de astrocitos al comportamiento de los ratones?
La manipulación de estos astrocitos afecta significativamente el comportamiento de los ratones, modulando su motivación hacia la recompensa.
¿Qué implicaciones tiene esta investigación?
Esta investigación abre nuevas formas de abordar trastornos relacionados con el sistema de recompensa, como la adicción, y subraya la importancia de los astrocitos en el funcionamiento del cerebro.
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