Un análisis exhaustivo del equipo científico del McLean Hospital de investigaciones recientes sobre cómo el cerebro da forma a las respuestas a los desafíos cognitivos y emocionales ha revelado la posibilidad de nuevos tratamientos cerebrales para afecciones psiquiátricas que se dirigen a circuitos cerebrales específicos. La revisión detallada está disponible en línea en la revista Trends in Pharmacological Sciences. "En casi cualquier punto del tiempo, la actividad cerebral está determinada por un acto de equilibrio dinámico entre neurotransmisores excitadores e inhibidores. Estos cambios de excitación e inhibición esculpen esencialmente todas las funciones cerebrales, incluida la cognición, la emoción y los mecanismos de protección del cerebro contra la drogodependencia". Explicó el autor principal Elif Engin, PhD, neurocientífico asociado en el Laboratorio de Neurofarmacología Genética en el Hospital McLean y profesor asistente de psiquiatría en la Facultad de Medicina de Harvard. "Las grandes interrupciones de este delicado equilibrio pueden conducir a ataques epilépticos, mientras que interrupciones más moderadas subyacen a muchos trastornos, incluidos los trastornos del espectro autista y varios trastornos psiquiátricos". A través de su propio trabajo de laboratorio, así como sus hallazgos como parte de la revisión de literatura reciente, Engin cree que tener una mayor claridad sobre el impacto de ciertos circuitos dentro del cerebro no solo permitirá una mejor comprensión de la función cerebral, sino también un mejor desarrollo de opciones de tratamiento. Según Engin, la principal sustancia química responsable de la inhibición en el cerebro es el ácido gamma-aminobutírico (GABA). GABA se une a proteínas específicas en la superficie de las células nerviosas, receptores GABAA, para inhibir la actividad neuronal. Estos receptores vienen en diferentes configuraciones, llamadas subtipos, y en los últimos 20 años, los investigadores han aprendido mucho sobre las funciones de cada subtipo de receptor. Una variedad de fármacos, incluidas las benzodiazepinas (por ejemplo, Valium o Xanax) y los anestésicos generales, aumentan la actividad de estos receptores. Se encontró, por ejemplo, que un subtipo de receptor mediaba la sedación mientras que otro subtipo mediaba la actividad reductora de la ansiedad de dichos fármacos. Si bien la definición de las funciones del subtipo de receptor ha proporcionado un modelo para el desarrollo de nuevas drogas, el conocimiento sobre cómo los circuitos específicos y las poblaciones específicas de células en el cerebro dan forma a comportamientos específicos puede expandir y mejorar los tratamientos. "En nuestra revisión, presentamos el concepto novedoso de 'circuito de farmacología', un término que describe cómo los subtipos específicos del receptor GABAA en el circuito y las ubicaciones específicas del tipo celular median las acciones farmacológicas", dijo Engin. "Cada vez es más evidente que una mejor comprensión del papel de los receptores GABAA en ubicaciones definidas de los circuitos neuronales no solo aumenta nuestra comprensión fundamental de la función cerebral, sino que también abre vías para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas". Los autores destacaron su propio trabajo en el que estudiaron el papel de los subtipos específicos de receptores GABAA en las subregiones del hipocampo. Descubrieron que un tipo específico de receptor en las células granulares de la región conocida como giro dentado es esencial para la capacidad de formar y recordar claramente recuerdos que tienen características similares. Por ejemplo, si compra regularmente en dos tiendas de abarrotes diferentes, puede tener dificultades para recordar dónde se suele colocar su cereal favorito en cada tienda. Como las tiendas de comestibles tienen diseños bastante similares, los recuerdos de las dos tiendas pueden interferir entre sí. Del mismo modo, si una de las tiendas reorganiza sus productos y comienza a colocar su cereal favorito en una nueva ubicación, es posible que tenga dificultades para aprender esta nueva ubicación debido a la interferencia entre su memoria anterior y la nueva. Si bien el ejemplo de una tienda de abarrotes puede ser un ejemplo trivial, la capacidad de distinguir patrones similares, también llamada separación de patrones, es esencial para la función cognitiva normal. "Como se han observado déficits de separación de patrones en pacientes con esquizofrenia y trastornos del espectro autista, nuestro trabajo puede sugerir que los compuestos químicos que aumentan la actividad de estos receptores podrían ser útiles en el tratamiento de pacientes con estos trastornos", dijo Engin. Los autores de la revisión también estudiaron cómo la ansiedad y el miedo se controlan en el cerebro. Si bien se sabe desde hace casi dos décadas que medicamentos como Valium requieren un subtipo específico del receptor GABAA para su acción reductora de la ansiedad, los autores pudieron identificar recientemente los circuitos neuronales en el hipocampo que son esenciales para esta acción del fármaco. Además, descubrieron que se requieren poblaciones celulares distintas en el hipocampo para reducir la ansiedad y reducir el miedo. "Encontrar tales microcircuitos hipocampales claramente diferenciados que aparentemente regulan la ansiedad y el miedo con exclusividad mutua abre la posibilidad de que los científicos puedan desarrollar terapias específicas de circuitos que se centren específicamente en la ansiedad o el miedo con efectos secundarios mínimos sobre otras conductas", dijo Engin.
Por primera vez, los investigadores han realizado una versión del famoso experimento de doble rendija con partículas de antimateria. El experimento de doble rendija demuestra uno de los principios fundamentales de la física cuántica: las partículas puntuales también son ondas. En la versión estándar del experimento, las partículas viajan a través de un par de rendijas en una barrera sólida. En una pantalla en el otro lado, aparece un patrón de interferencia típico de las ondas. Las crestas y valles que surgen de cada ranura se refuerzan entre sí o se cancelan entre sí cuando se superponen, creando bandas alternas de alta y baja densidad de partículas en la pantalla. Este tipo de experimento ha revelado la dualidad onda-partícula de fotones, electrones, átomos e incluso moléculas grandes ( SN: 11/20/10, p. 20 ). Pero es muy difícil generar un haz fuerte y uniforme de antipartículas para hacer el experimento con antimateria. Ahora, un nuevo experimento de estilo de
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