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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Neuronas del amor y de la guerra

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La agresión es un comportamiento animal y humano que es importante comprender. Por ello, los estudios sobre al agresión siguen siendo numerosos, y este comportamiento natural, sin el cual la evolución de las especies no se hubiera producido como lo ha hecho, por lo que quizá no estuviéramos hoy aquí, se ha estudiado desde el punto de vista hormonal, genético, fisiológico, y también psicológico y cultural. Sin embargo, muy pocos estudios han conseguido adentrarse de manera íntima en las neuronas que la controlan. Este importante logro ha sido recientemente conseguido, aunque solo sea en nuestro amigo el ratón, por investigadores del Instituto Tecnológico de California, que han publicado sus resultados en la revista Nature.

Estudios previos sobre la agresión habían revelado que el comportamiento agresivo “reside” en una pequeña área del cerebro, conservada a lo largo de la evolución de los mamíferos, llamada el hipotálamo. El hipotálamo contiene una colección de diferentes neuronas involucradas en el control de funciones vitales básicas, comunes a todos los mamíferos, como la temperatura corporal, el sueño, el hambre, la sed, y también el comportamiento sexual y la agresividad, lo cual resultaba sorprendente porque agresividad y comportamiento sexual parecen cosas muy diferentes. En cualquier caso, se había demostrado que la estimulación mediante electrodos de una región del hipotálamo (denominada la región ventromediana) induce un comportamiento agresivo en ratas y gatos, pero distinguir de entre todas las neuronas del hipotálamo las involucradas en la agresión y el comportamiento sexual no se había logrado nunca.

Agresión al intruso, amor a la intrusa

Utilizando poderosas técnicas de biología molecular, los investigadores realizan una serie de espeluznantes experimentos con ratones que consiguen determinar qué células del hipotálamo están involucradas en la agresión, y cuáles en el comportamiento sexual. En primer lugar, los científicos someten a cientos de ratones machos a la “prueba del intruso”. En esta prueba, un ratón macho y sexualmente experimentado, mantenido solo en una jaula, normalmente ataca a otro macho introducido en la misma jaula, o intenta aparearse si lo que se introduce en la jaula es una hembra.

Tras dejar que los ratones atacaran al macho intruso o intentaran aparearse con la hembra, los investigadores analizaron el funcionamiento de un gen en las neuronas del hipotálamo que revela que dichas neuronas se han activado como resultado del comportamiento anterior, sea agresivo o sexual. Al comparar las neuronas en las cuales el gen se había puesto a funcionar tras uno u otro tipo de conducta, inducida por el intruso o la intrusa, los investigadores descubrieron que las neuronas del hipotálamo involucradas en la agresión son diferentes de las involucradas en la conducta sexual (no se puede hacer, el amor y la guerra a la vez, en efecto), aunque un 20% de las mismas participan simultáneamente en ambos tipos de conducta, lo que confirma una relación entre el sexo y agresión que siempre se ha sospechado.

Pero la pregunta más difícil de responder era si realmente la activación de esas neuronas era la causa del comportamiento agresivo, o si era solo una consecuencia del mismo. Es decir, ¿qué sucede antes: la agresión o la activación de las neuronas? Y es que podría suceder que la agresión fuera el resultado de la actividad inicial de otra área desconocida del cerebro y que al final también causara la activación de las neuronas del hipotálamo. En este caso la activación de estas neuronas sería una consecuencia, no una causa, de la agresión.

Técnicas neuroluminosas

Para responder a esta pregunta, los investigadores necesitaban encontrar un modo de activar las neuronas del hipotálamo que fuera independiente de un estímulo exterior (de un intruso o intrusa en la jaula) y comprobar si esta estimulación causaba agresión indiscriminada. Afortunadamente, la tecnología biomolecular está hoy muy desarrollada y este método existe. Consiste en lo siguiente: los investigadores generan un virus artificial capaz de infectar a las neuronas en la zona del hipotálamo donde es inyectado, con una jeringa muy fina. El virus contiene un gen que permite la fabricación de una proteína particular en la neurona infectada. Esta proteína es muy especial: ha sido diseñada para activarse con luz azul, y cuando lo hace activa a su vez a la neurona en la que se encuentra.

El cerebro es un sitio normalmente muy oscuro (incluso en el caso de que albergue alguna idea) pero puede iluminarse haciendo penetrar fibras ópticas finísimas, en este caso hasta las neuronas del hipotálamo infectadas por el virus. Cuando las neuronas se iluminaban con luz azul, el ratón atacaba lo que se le pusiera por delante, fuera esto macho, hembra, castrati, o un objeto inanimado. Por si esto no fuera suficiente para demostrar que la actividad de las neuronas del hipotálamo era la causa de la agresión, gracias a otra técnica especial, los investigadores lograron impedir que las neuronas del hipotálamo se activaran con normalidad ante la presencia de un intruso en la jaula. Como esperaban, comprobaron que en ausencia de activación neuronal normal, los ratones no atacaban.

Estos estudios constituyen un buen ejemplo de las proezas técnicas que los humanos somos capaces de realizar hoy para modificar la conducta animal y obtener conocimiento fiable sobre el funcionamiento del cerebro, aunque sea el de un ratón. Esperemos que, a la larga, este conocimiento pueda ser de aplicación para mejorar el excesivo comportamiento agresivo que puedan mostrar algunos individuos sociópatas.

OBRAS DE JORGE LABORDA.

Una Luna, una civilización. Por qué la Luna nos dice que estamos solos en el Universo

One Moon one civilization why the Moon tells us we are alone in the universe

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