Los médicos han utilizado durante mucho tiempo la respuesta de la pupila para medir niveles de concienciay aquellos de nosotros con antidepresivos comunes pueden haber notado la mirada de ojos saltones en respuesta a aumento de los niveles de serotonina flotando alrededor de nuestros cerebros. Un nuevo estudio con ratones realizado por ETH Zurich acaba de descubrir el mecanismo detrás de estas respuestas.
“El efecto fue tan fuerte que supimos de inmediato que estábamos en algo importante”. dice neurocientífico Nikola Grujic.
el neurotransmisor orexina, también conocida como hipocretina, puede estar detrás de todos estos cambios a través de unas células llamadas neuronas de orexina. Estas células se extienden desde el hipotálamo
Las neuronas de orexina se proyectan a través de diferentes regiones del cerebro con conexiones particularmente fuertes dentro de nuestras áreas cerebrales de excitación y recompensa. Con estas conexiones, ya sabemos que regulan el cambio entre nuestros sistemas conscientes y despiertos a estados de sueño automáticos, pero su papel en estados más fugaces de excitación no se entendía completamente hasta ahora.
Grujic y sus colegas estimularon estas células específicas en ratones vivos y, con la ayuda de microscopía de dos fotonesobservó cómo sus actividades se comparaban con el tamaño de la pupila.
Cuando el equipo activó algunas de estas neuronas, las pupilas se expandieron.
“Muy a menudo, los efectos de la neuroestimulación se pierden en el ruido de los datos de medición, que luego tenemos que filtrar minuciosamente para encontrarlos. Esta vez fue diferente. El efecto era evidente”. dice Grujic.
Algunos grupos de estas neuronas no alteraron el tamaño de la pupila pero afectaron los sistemas de recompensa, mientras que otros influyeron en la activación de la pupila y los sistemas de recompensa. Tanto la dilatación como la constricción de la pupila también fueron dependientes de la dosis. Todo ello revela una relación directa entre el sistema neuronal orexinérgico y el control de la dilatación pupilar.
“Las pupilas nos muestran precisamente qué tan activas son las neuronas de orexina en el hipotálamo”, explica neurocientífico Denis Burdakov.
Es más, “las neuronas de noradrenalina son esclavas de las neuronas de orexina”, continúa Burdakov. Anteriormente se pensaba que el sistema de noradrenalina controlaba las reacciones de nuestros alumnos, pero los datos del equipo indican que estas células en realidad modulan las respuestas de las neuronas de orexina.
Sin embargo, su participación vincula nuestros estados emocionales elevados (como nuestra respuesta de adrenalina al miedo) y muchos efectos de las drogas con los estados de nuestros alumnos.
Sin embargo, extrañamente, los ratones sin neuronas de orexina todavía tenían pupilas contraídas mientras descansaban; pero cuando corrían, sus pupilas estaban normalmente más dilatadas. Esto sugiere que hay otro sistema neuronal que abre estas ventanas a nuestras almas durante este estado diferente de excitación, explican los investigadores.
Dado que las neuronas de orexina desempeñan un papel central en tantos sistemas, el daño o la pérdida de estas células podría contribuir a múltiples trastornos neurológicos, incluidos trastornos del sueño como la narcolepsia y el Alzheimer. Los investigadores están ansiosos por explorar esto más a fondo.
Esta investigación fue publicada en Neurociencia de la naturaleza.