Una investigación realizada por neurocientíficos de la Universidad de Plymouth exploró los impactos de una técnica emergente llamada estimulación transcraneal por ultrasonido (TUS), cuyos resultados se publican en ´Nature Communications´.

Por lo general, los exámenes de ultrasonido implican el uso de haces amplios y difusos de ultrasonido para crear imágenes sin afectar el tejido objetivo. Sin embargo, enfocar los rayos a través de TUS puede aumentar la presión en la región objetivo y cambiar la forma en que las neuronas se comunican entre sí.

El equipo de investigación reclutó a 24 adultos sanos demostró que el TUS puede inducir cambios significativos en la concentración de GABA (ácido gamma-aminobutírico) dentro de la corteza cingulada posterior del cerebro en la hora siguiente al tratamiento con ultrasonido.

El estudio, realizado en el Centro de Imágenes e Investigación del Cerebro de la Universidad de Plymouth, un centro de investigación de última generación inaugurado en 2022 para ayudar a comprender mejor la actividad cerebral y el comportamiento humano, también mostró que en la hora siguiente al tratamiento TUS, la forma en que la corteza cingulada posterior se comunica con el resto del cerebro también se vio profundamente alterada.

Sin embargo, los cambios no fueron consistentes en todas las áreas y los niveles de GABA no se alteraron en la corteza cingulada anterior, otra área cortical igualmente relacionada con las condiciones psiquiátricas pero que subyace a diferentes funciones cognitivas, particularmente relacionadas con la toma de decisiones, el aprendizaje y la regulación de la atención.

El equipo de investigación, que también incluyó a expertos de los Hospitales Universitarios de Plymouth NHS Trust, el University College London, la Universidad Radboud de Nijmegen y la Universidad de Oxford, indicó que el estudio representa un primer paso importante en la generación de aplicaciones clínicas que podrían utilizar el ultrasonido para tratar la enfermedad mental.

Según los autores, el estudio proporciona evidencia de que la TUS funciona en humanos y que los cambios en el cerebro son reversibles, aunque será necesario trabajar mucho más antes de que pueda aplicarse en un entorno clínico.

Los científicos están ya explorando si el TUS puede usarse para cambiar el sistema dopaminérgico, lo que potencialmente podría alterar la forma en que las personas toman decisiones, aprenden y se motivan a participar en ciertos comportamientos relevantes para la adicción.

Referencia

Yaakub SN, White TA, Roberts J, Martin E, Verhagen L, Stagg Ch J, et al. Transcranial focused ultrasound-mediated neurochemical and functional connectivity changes in deep cortical regions in humans. Nat Commun 14, 5318 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-40998-0

12/09/2023

Fuente:( IMMedico) Tomado de Noticia- Atención Primaria  © 2023 Copyright: Publimas Digital

Una investigación conjunta de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) y la Universidad de Nottingham (Reino Unido) ha identificado, por primera vez, los daños estructurales a escala molecular ocasionados en el cerebro por el consumo crónico excesivo de alcohol.

En concreto, los autores han determinado las alteraciones que se producen en las neuronas de la zona prefrontal del cerebro, la zona evolutivamente más avanzada y que controla las funciones ejecutivas como la planificación y el diseño de estrategias, la memoria de trabajo, la atención selectiva o el control de la conducta.

Este trabajo, publicado en la revista PLOS one (DOI: 10.1371/journal.pone.0093586 ), abre vías para generar nuevos fármacos y terapias que mejoren la vida de las personas alcohólicas y reduzcan la morbimortalidad derivada del alcoholismo.

Luis F. Callado, Benito Morentin y Amaia Erdozain de la UPV/EHU han analizado, junto con el equipo de Wayne G. Carter de Nottingham, los cerebros postmorten de 20 personas diagnosticadas de abuso o dependencia alcohólica y otras 20 sin problemas con el alcohol. En el estudio de la corteza prefrontal, los investigadores detectaron alteraciones del citoesqueleto neuronal en los cerebros de pacientes alcohólicos; en concreto, en las proteínas a- y ß- tubulina y espectrina ß II.

Estos cambios de la estructura neuronal inducidos por el etanol podrían afectar a la organización, capacidad de relación y funcionamiento de la red neuronal, y podrían explicar gran parte de las alteraciones de comportamiento, cognitivas y de aprendizaje atribuidas a las personas que sufren alcoholismo.

La descripción de los daños y alteraciones, detectadas por primera vez a este nivel en la zona prefrontal del cerebro, es el primer paso para investigar en otros campos. Entre los nuevos objetivos que se plantean, destacan elucidar el mecanismo concreto por el cual el alcohol produce estas alteraciones, determinar cuáles son las posibles alteraciones que sufren las enzimas encargadas de regular el funcionamiento de estas proteínas, y si estos procesos también ocurren en otras partes del cerebro, por ejemplo, aquellas que controlan el funcionamiento motor.

El propósito final es identificar estos cambios moleculares para poder relacionarlos con los procesos de abuso y dependencia al alcohol, por un lado; y, por otro, generar nuevos fármacos u otras opciones terapéuticas que reviertan las alteraciones producidas por el alcohol, mejorando la vida de las personas alcohólicas y disminuyendo la incidencia de la mortalidad derivada del alcoholismo.

El proceso de investigación

Las muestras de cerebro utilizadas proceden de la colección del grupo de investigación de Neuropsicofarmacología del departamento de Farmacología de la UPV/EHU, obtenidas a través de un convenio de colaboración con el Instituto Vasco de Medicina Legal. El diagnóstico de los sujetos fue establecido por los médicos responsables de dichos pacientes antes de la muerte, siguiendo las directrices del Manual de Diagnóstico y Estadístico de los Trastornos Mentales (DSM de la Asociación Americana de Psiquiatría).

Para realizar el estudio, los investigadores han utilizado técnicas de microscopía óptica, proteómica, Western blot y espectrometría de masas. La microscopía óptica mostró que las neuronas de la zona prefrontal en los cerebros de los pacientes alcohólicos estaban alteradas respecto a los cerebros de pacientes no alcohólicos. En el siguiente paso, el equipo de investigación utilizó técnicas de proteómica para marcar cuáles son las proteínas modificadas en esas neuronas.

Así, determinaron que los elementos alterados pertenecen a las familias de proteínas denominadas tubulinas y espectrinas. Las tubulinas conforman el citoesqueleto de las neuronas, su arquitectura. Y las espectrinas tienen como función el mantenimiento de la forma celular. De esta manera, ambas facilitan la relación y la actividad entre los componentes de la red neuronal del cerebro.

Con el objetivo de cuantificar la cantidad de proteína existente en cada muestra, emplearon la técnica Western blot y comprobaron que los niveles de proteínas estaban reducidos como consecuencia del daño producido por el etanol. La espectrometría de masas permitió confirmar la identificación exacta de las proteínas afectadas; es decir, dentro de la familia de las tubulinas observaron la disminución en las a y ß; mientras que entre las espectrinas, localizaron esa disminución en las ß II.
junio 12/2014 (SINC)

Amaia M. Erdozain, Benito Morentin, Lynn Bedford, Emma King, David Tooth, Charlotte Brewer. “Alcohol-Related Brain Damage in Humans” PLoS ONE 9(4): e93586.Abril 03, 2014