Las neuronas individuales situadas dentro del cerebro tienen implicaciones para las enfermedades psiquiátricas

Todo el mundo incurre en pequeñas equivocaciones diarias fuera de hábito--un camarero dice, “disfruta de su comida,” y usted responde con, “usted, también!” antes de realizar que no es la persona, de hecho, ir a disfrutar de su comida. Afortunadamente, hay de nuestros cerebros que vigilen nuestros desvíos del comportamiento, de la cogida y la corrección de ellos rápidamente.

Las personas Caltech-llevadas de investigadores ahora han determinado las neuronas individuales que pueden ser la base de esta capacidad. El trabajo ofrece las grabaciones raras de neuronas individuales situó profundamente dentro del cerebro humano y tiene implicaciones para las enfermedades psiquiátricas como desorden obsesivo.

El trabajo era una colaboración entre los laboratorios de Rafael Adolphs (doctorado '93), profesor de Bren de la psicología, neurología, y biología, y Allen V.C. Davis y silla del liderazgo de Lenabelle Davis y director del centro de las imágenes cerebrales de Caltech del instituto de Tianqiao y de Chrissy Chen para la neurología; y Ueli Rutishauser (doctorado '08), profesor adjunto de la neurocirugía, neurología, y ciencias biomédicas, y consejo superior silla en neurologías en el centro médico de Cedro-Sinaí.

“Mucha gente conoce la sensación de incurrir en una equivocación y rápidamente de cogerse--por ejemplo, cuando usted está pulsando y pulsa la tecla incorrecta, usted puede realizar que usted incurrió en una equivocación sin incluso la necesidad ver el desvío en la pantalla,” dice a Rutishauser, que es también un socio que visita en la división de Caltech de biología y de ingeniería biológica. “Éste es un ejemplo de cómo nosotros uno mismo-monitor nuestros propios hendidura-segundos errores. Ahora, con esta investigación, sabemos qué neuronas están implicadas en esto, y estamos comenzando a aprender más sobre cómo la actividad de estas neuronas nos ayuda a cambiar nuestro comportamiento a los desvíos correctos.”

En este trabajo, llevado por el estudiante de tercer ciclo Zhongzheng (arroyos) Fu de Caltech, los investigadores apuntaron conseguir un retrato exacto de qué suceso en el nivel de neuronas individuales cuando una persona se coge después de hacer un desvío. Para hacer esto, estudiaron a la gente que ha tenido electrodos finos implantados temporalmente en sus cerebros (originalmente ayudar a localizar ataques epilépticos). El trabajo fue hecho en colaboración con el neurocirujano Adán Mamelak, profesor de la neurocirugía en Cedro-Sinaí, que ha conducto tales implantaciones del electrodo para la supervisión clínica de la epilepsia por encima una década y colaborado de cerca en la investigación estudia.

Mientras que la actividad de los nervios fue medida en su corteza frontal intermedia (MFC), una región del cerebro sabida para estar implicado en la supervisión del desvío, los pacientes de la epilepsia fue dada una supuesta tarea de Stroop de terminar. En esta tarea, una palabra se visualiza en una pantalla de ordenador, y piden los pacientes determinar el color del texto. A veces, el texto y el color son lo mismo (la palabra “verde” por ejemplo, se muestra en verde). En otros casos, la palabra y el color son diferentes (el “verde” se muestra en texto rojo). En este último caso, la respuesta correcta sería “rojo,” solamente mucha gente hace el desvío de decir “verde.” Éstos son los desvíos que los investigadores estudiaron.

Las mediciones permitieron que las personas determinaran las neuronas específicas en el MFC, llamado las neuronas del desvío del autocontrol, que encenderían inmediatamente después que una persona hizo un desvío, mucho antes fueron dadas la reacción sobre su respuesta.

Por décadas, los científicos han estudiado cómo la gente uno mismo-descubre desvíos usando los electrodos colocados en la superficie del cráneo que miden la actividad eléctrica global de millares de neuronas. Estos supuestos electroencefalogramas revelan esa firma un determinada de la onda cerebral, llamada la negatividad desvío-relacionada (ERN), están común - considerado en el cráneo sobre el MFC justo después de que una persona hace un desvío. En sus experimentos, Fu y sus colegas midieron simultáneamente la NRE así como la despedida de las neuronas individuales del desvío.

Descubrieron dos nuevos aspectos fundamentales de la NRE. Primero, el nivel de la actividad de una neurona del desvío fue correlacionado positivo con la amplitud de la NRE: cuanto más grande es la NRE para un desvío determinado, más activas eran las neuronas del desvío. Esto que encuentra revela que una observación de la NRE--una medición no invasor--ofrece la información sobre el nivel de actividad de las neuronas del desvío encontradas profundas dentro del cerebro. En segundo lugar, encontraron que esta correlación de la NRE-único-neurona, a su vez, prevista si la persona cambiaría su comportamiento--es decir, si retrasarían y enfocarían más para evitar hacer un desvío en su respuesta siguiente. Si las neuronas del desvío encendidas sino la firma cerebro-ancha de la NRE no fueran vistas ni fueran débiles, la persona pudo todavía reconocer que hicieron un desvío, pero no modificarían su comportamiento para la tarea siguiente. Esto sugiere que las neuronas del desvío necesiten comunicar su detección de desvío a una red grande del cerebro para influenciar comportamiento.

Los investigadores encontraron otras pruebas específicas de las piezas del circuito implicadas.

“Encontramos las neuronas del desvío en dos diversas porciones del MFC: la corteza anterior dorsal y (dACC) el área de motor pre-suplementaria (pre-SMA) del cingulate,” dice Fu. “La señal del desvío aparecía en el pre-SMA 50 milisegundos anterior que en el dACC. Pero solamente en el dACC estaba la correlación entre la NRE y las neuronas del desvío proféticas de si una persona modificaría su comportamiento. Esto revela una jerarquía del tramitación--una estructura orgánica del circuito en el nivel de la único-neurona que es importante para el mando ejecutivo del comportamiento.”

La investigación podría también tener implicaciones para entender el desorden obsesivo, una condición en la cual una persona tentativa contínuo corregir “desvíos percibidos.” Por ejemplo, algunos individuos con esta condición aserrarán al hilo una necesidad de verificar en varias ocasiones, en poco tiempo período, si han puesto el seguro su puerta. Algunas han mostrado personas con desorden obsesivo para tener un potencial anormalmente grande de la NRE, indicando que su conjunto de circuitos de la desvío-supervisión es activo. El descubrimiento de las neuronas del desvío pudo facilitar nuevos tratamientos para suprimir esta sobreactividad.

La esperanza siguiente de los investigadores de determinar cómo la información de las neuronas del desvío atraviesa el cerebro para producir cambios del comportamiento como el retraso y el enfoque. “Hasta ahora, hemos determinado dos regiones del cerebro en la corteza frontal que aparecen ser parte de una serie de las fases de tratamiento, pero, por supuesto, el circuito entero va a ser mucho más complejo que eso,” dice Adolphs. “Una avenida futura importante será combinar los estudios que tienen resolución muy fina, tal como ésta, con los estudios usando el fMRI [proyección de imagen de resonancia magnética funcional] que nos dan un campo visual del entero-cerebro.”

Fuente: http://www.caltech.edu/news/learning-mistakes-84558