El cerebro de los ratones campestres destapa las claves del ‘amor’

Los topillos de la pradera (Microtus ochrogaster) son ratones campestres conocidos por ser uno de los pocos mamíferos socialmente monógamos que permanecen con su pareja toda la vida. Para entender cómo se crea este vínculo, un equipo de científicos, liderado por la Universidad de Emory (EE UU), ha estudiado los circuitos cerebrales de estos animales.

El trabajo, publicado en Nature, ha permitido encontrar una conexión clave entre las áreas de recompensa del cerebro de los topillos de la pradera adultos y que promovería los enlaces de pareja. El hallazgo podría ayudar a mejorar las habilidades sociales en trastornos humanos como el autismo.

"Como seres humanos sabemos los sentimientos que tenemos al ver imágenes románticas de nuestras parejas, pero, hasta ahora, no sabíamos cómo funcionaba el sistema de recompensas del cerebro para guiar esos sentimientos a la unión en ratones”, señala Elizabeth Amadei, coautora de la investigación y científica en el Silvio O. Conte Center for Oxytocin and Social Cognition de la universidad americana.  

El estudio es el primero en mostrar cómo las interacciones sociales pueden activar los sistemas de recompensa del cerebro que impulsan la vinculación monógama. Los científicos hallaron las partes del circuito corticostriatal (conocido por controlar la habilidad de los animales para cambiar de comportamiento para obtener recompensas) que estaban comunicadas en el cerebro y que predecían lo rápido que las hembras de topillos de la pradera se unen a sus parejas.

Aunque estudios anteriores ya habían demostrado cómo las hormonas de la oxitocina y la dopamina actuaban en la corteza prefrontal medial y el núcleo accumbens –el eje central del sistema de recompensa del cerebro– para la creación de estos vínculos emocionales, ahora, el equipo ha buscado la actividad neuronal concreta que conduce a esta unión. 

Para ello, los investigadores utilizaron la optogenética, una técnica que usa la luz para conectar las diferentes áreas del cerebro. De este modo, pudieron observar la comunicación neural entre estas dos regiones cerebrales y analizar la actividad de las hembras mientras socializaban durante seis horas con los machos, un período que normalmente conduce a su unión.

Una conexión especial entre dos áreas cerebrales

Gracias a esta técnica, en los experimentos los científicos mejoraron la comunicación entre estas dos áreas del cerebro de las hembras en un breve encuentro sin apareamiento con machos. Estos animales mostraron posteriormente mayor preferencia por sus parejas que por los machos desconocidos cuando se les dio a elegir al día siguiente.

Según el equipo, durante la formación de este vínculo, la corteza prefrontal –un área involucrada en la toma de decisiones– ayuda a controlar las oscilaciones rítmicas de las neuronas dentro del núcleo accumbens. Esto sugiere la existencia de una conexión funcional –cuya intensidad variaba entre individuos– desde donde la corteza forma la actividad de las neuronas en el núcleo accumbens.

Según el estudio, los ejemplares con mayor conexión mostraron un comportamiento de afiliación más rápido. Además, constataron que el primer apareamiento reforzó esta conexión funcional, y esto se asoció con la rapidez con la que los animales posteriormente se unieron. 

“Es increíble que haya firmas neurales que predispongan el comienzo de una relación de pareja. Variaciones similares de esta comunicación en el cerebro podrían explicar las diferencias individuales en las competencias sociales en los trastornos de los seres humanos”, señala Larry Young, coautor y jefe de la División de Neurociencias Conductuales y Trastornos Psiquiátricos en el Yerkes National Primate Research Center. 

El siguiente paso de los científicos es saber si la oxitocina regula esa conexión y cómo la actividad del circuito cambia el modo en que el cerebro procesa la información social acerca de la pareja. “Nuestro objetivo es promover una mejor comunicación neuronal para impulsar la cognición social en trastornos como el autismo, en los que el funcionamiento social puede verse afectado”, concluye Robert Liu, otro de los autores y profesor asociado en el departamento de Biología de la Universidad de Emory. 

Los topillos de la pradera (Microtus ochrogaster) son ratones campestres conocidos por ser uno de los pocos mamíferos socialmente monógamos que permanecen con su pareja toda la vida. Para entender cómo se crea este vínculo, un equipo de científicos, liderado por la Universidad de Emory (EE UU), ha estudiado los circuitos cerebrales de estos animales.

El trabajo, publicado en Nature, ha permitido encontrar una conexión clave entre las áreas de recompensa del cerebro de los topillos de la pradera adultos y que promovería los enlaces de pareja. El hallazgo podría ayudar a mejorar las habilidades sociales en trastornos humanos como el autismo.

"Como seres humanos sabemos los sentimientos que tenemos al ver imágenes románticas de nuestras parejas, pero, hasta ahora, no sabíamos cómo funcionaba el sistema de recompensas del cerebro para guiar esos sentimientos a la unión en ratones”, señala Elizabeth Amadei, coautora de la investigación y científica en el Silvio O. Conte Center for Oxytocin and Social Cognition de la universidad americana.  

El estudio es el primero en mostrar cómo las interacciones sociales pueden activar los sistemas de recompensa del cerebro que impulsan la vinculación monógama. Los científicos hallaron las partes del circuito corticostriatal (conocido por controlar la habilidad de los animales para cambiar de comportamiento para obtener recompensas) que estaban comunicadas en el cerebro y que predecían lo rápido que las hembras de topillos de la pradera se unen a sus parejas.

Aunque estudios anteriores ya habían demostrado cómo las hormonas de la oxitocina y la dopamina actuaban en la corteza prefrontal medial y el núcleo accumbens –el eje central del sistema de recompensa del cerebro– para la creación de estos vínculos emocionales, ahora, el equipo ha buscado la actividad neuronal concreta que conduce a esta unión. 

Para ello, los investigadores utilizaron la optogenética, una técnica que usa la luz para conectar las diferentes áreas del cerebro. De este modo, pudieron observar la comunicación neural entre estas dos regiones cerebrales y analizar la actividad de las hembras mientras socializaban durante seis horas con los machos, un período que normalmente conduce a su unión.

Una conexión especial entre dos áreas cerebrales

Gracias a esta técnica, en los experimentos los científicos mejoraron la comunicación entre estas dos áreas del cerebro de las hembras en un breve encuentro sin apareamiento con machos. Estos animales mostraron posteriormente mayor preferencia por sus parejas que por los machos desconocidos cuando se les dio a elegir al día siguiente.

Según el equipo, durante la formación de este vínculo, la corteza prefrontal –un área involucrada en la toma de decisiones– ayuda a controlar las oscilaciones rítmicas de las neuronas dentro del núcleo accumbens. Esto sugiere la existencia de una conexión funcional –cuya intensidad variaba entre individuos– desde donde la corteza forma la actividad de las neuronas en el núcleo accumbens.

Según el estudio, los ejemplares con mayor conexión mostraron un comportamiento de afiliación más rápido. Además, constataron que el primer apareamiento reforzó esta conexión funcional, y esto se asoció con la rapidez con la que los animales posteriormente se unieron. 

“Es increíble que haya firmas neurales que predispongan el comienzo de una relación de pareja. Variaciones similares de esta comunicación en el cerebro podrían explicar las diferencias individuales en las competencias sociales en los trastornos de los seres humanos”, señala Larry Young, coautor y jefe de la División de Neurociencias Conductuales y Trastornos Psiquiátricos en el Yerkes National Primate Research Center. 

El siguiente paso de los científicos es saber si la oxitocina regula esa conexión y cómo la actividad del circuito cambia el modo en que el cerebro procesa la información social acerca de la pareja. “Nuestro objetivo es promover una mejor comunicación neuronal para impulsar la cognición social en trastornos como el autismo, en los que el funcionamiento social puede verse afectado”, concluye Robert Liu, otro de los autores y profesor asociado en el departamento de Biología de la Universidad de Emory.