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El placer, el miedo y la ansiedad se procesan en el mismo lugar del cerebro PDF Imprimir E-mail

Dos neuronasLos dos artículos, del 2015 y 2016, que te presentamos en esta página obligarán, otra vez, a gran número de neurólogos a replantearse la manera que tiene el cerebro de procesar las emociones y sus consecuencias. En la última década, mediante aparatos que observaban la actividad de áreas relativamente amplias del cerebro, se llegó a crear un modelo de funcionamiento en el que las emociones eran procesadas por estructuras diferentes del cerebro, como por ejemplo: la amígdala que evaluaría el miedo, el núcleo accumbens el placer y el hipocampo ventral la ansiedad.

Esta vez, los investigadores del MIT fueron capaces de observar cómo funcionan las neuronas individualmente y seguir el recorrido de las señales que reciben y emiten, llegando a la sorprendente conclusión de que diferentes poblaciones de neuronas de la amígdala se especializan en el procesamiento del miedo, el placer y la ansiedad, redirigiendo sus señales a las estructuras antes consideradas principales. Lo que implica según uno de los investigadores que:

"Creo que este proyecto realmente corta a través de las categorizaciones específicas de enfermedades y podría ser aplicable a casi cualquier enfermedad mental"

Además, se encontró que entre las neuronas que se proyectan hacia el núcleo accumbens, la mayoría estaban emocionadas por el estímulo gratificante y no respondieron al aversivo. Entre las neuronas que se proyectan hacia la amígdala central, la mayoría fueron excitadas por la señal de aversión, pero no por la señal gratificante. Y entre las neuronas que se proyectan hacia el hipocampo ventral, las neuronas parecían ser más equilibrada entre respondían a las señales positivas y negativas.

Por tanto, la ansiedad se puede dar tanto por sensaciones aversivas (a la amígdala central) como placenteras (al núcleo accumbens). Es decir, el "estrés" se dispara igual emociones "positivas" como con "negativas". 

Pero, como parece ser norma en estas investigaciones, el objetivo es encontrar neurotransmisores o receptores clave en el proceso, con lo que suponen que si se bloquean con alguna droga se solucionaría el problema de las enfermedades mentales. Ya existen otros sistemas comprobados que generan cambios en la estructura de la amígdala, reduciendo la cantidad de sustancia gris, la implicada en el procesamiento de la información, que se correlaciona con una disminución el estrés: las técnicas de relajación.

Artículo original de news.mit.edu

Cómo diferencia el cerebro lo bueno de lo malo

Anne Trafton | MIT News Office, 29 de Abril de 2015  

Comer una rebanada de pastel de chocolate o pasar tiempo con un amigo por lo general estimula sentimientos positivos, mientras que verse envuelto en un accidente de coche o anticipando en un examen difícil es más probable que genere una respuesta de miedo o ansiedad.

Una estructura del cerebro en forma de almendra, llamada amígdala, se cree que es responsable de asignar estas reacciones emocionales. Los neurocientíficos del Instituto Picower del MIT para el Aprendizaje y la Memoria han identificado ahora dos poblaciones de neuronas en la amígdala que procesan las emociones positivas y negativas. Estas neuronas se transmiten la información a otras regiones del cerebro que inician la respuesta de comportamiento apropiado.

El estudio, que aparece en la edición del 29 de abril de Nature, representa un paso importante en la comprensión de cómo el cerebro asigna emociones a diferentes experiencias, dice el autor del estudio Kay Tye, el Profesor Adjunto de Desarrollo de Carrera Whitehead en el Departamento de Ciencias Cognitivas y del Cerebro.

"¿Cómo podemos saber si algo es bueno o malo? A pesar de que parece una pregunta muy simple, realmente no sabemos cómo funciona ese proceso", dice Tye. "Este estudio nos dice que los flujos de información están cableados y se separan en buenos y malos a nivel de la amígdala."

Los resultados también podrían ayudar a los científicos a entender mejor cómo surgen las enfermedades mentales como la depresión, dice ella. Muchos de los síntomas psiquiátricos pueden reflejar alteraciones en el procesamiento emocional. Por ejemplo, las personas que están deprimidas no encuentran experiencias positivas gratificante, y las personas que sufren de adicción no son disuadidas por los resultados negativos de su comportamiento.

El estudiante graduado Praneeth Namburi y la post-doctorado Anna Beyeler son autores principales del artículo.

El bueno, el malo, y la amígdala

Durante muchos años los neurólogos vieron la amígdala - y, en particular, una subregión conocidos como la amígdala basolateral - como un centro de procesamiento del miedo. Sin embargo, estudios más recientes, incluyendo el trabajo que Tye hizo como estudiante graduado en la Universidad de California en San Francisco, han puesto de relieve la importancia de la amígdala en el procesamiento de la recompensa.

Esos hallazgos plantean la cuestión de cómo la misma estructura podría responder a las entradas positivas y negativas e iniciar la respuesta de comportamiento apropiado. Las neuronas de la amígdala basolateral se entremezclan, por lo que es imposible distinguir de qué poblaciones podrían estar involucrados en diferentes funciones.

Tye y colegas sospecha que podrían ser capaces de distinguir las poblaciones de neuronas que responden a diferentes emociones en función de sus objetivos en el cerebro en otras partes. Estudios previos habían sugerido que algunas de estas neuronas se proyectan al núcleo accumbens, que desempeña un papel en el aprendizaje de la recompensa, mientras que otras envían información a otra parte de la amígdala conocida como la amígdala centromedial.

Para identificar estas poblaciones, los investigadores entregaron microesferas fluorescentes verdes y rojas llamadas retrobeads a las células diana en el núcleo accumbens y la amígdala centromedial, respectivamente. Estas esferas viajaban hacia atrás hasta llegar a las neuronas de la amígdala basolateral, marcando claramente dos poblaciones distintas.

Después de etiquetar estas neuronas, los investigadores analizaron la actividad de la amígdala según un grupo de ratones iba aprendiendo  una tarea de condicionamiento por miedo o por recompensa. En la tarea de condicionamiento por miedo, los ratones aprendieron a asociar un sonido con una descarga en las patas y en la tarea de recompensa, el tono fue emparejado con un vaso de agua azucarada.

Al día siguiente, los investigadores midieron la fuerza de las conexiones que entraban en las dos poblaciones, que portan la información sensorial a la amígdala. Encontraron que las neuronas de la amígdala basolateral que se conectan con el núcleo accumbens reciben impulsos más fuertes después del aprendizaje de la recompensa, pero sus entradas se debilitan después de aprender el miedo. Las neuronas que se conectan a la amígdala centromedial muestran la respuesta opuesta.

Los resultados sugieren que estas dos poblaciones funcionan esencialmente como una puerta para la información sensorial que entra en la amígdala, dice Namburi. "Hay estímulos sensoriales que llegan a cualquiera de estas poblaciones, y una vez que ocurre el aprendizaje, estás cambiando el flujo hacia una población o la otra", dice.

Luego, los investigadores encontraron que cerrando la vía al circuito de miedo, no sólo deterioraron el aprendizaje del miedo, sino que también mejoraron el aprendizaje de recompensa.

"Esto fue muy emocionante porque sugiere que estas poblaciones se involucran en una interacción tirar-empujar con las demás, lo cual tiene sentido ya que la búsqueda de recompensas y evitar las amenazas a menudo son comportamientos que presentan fuerzas de oposición", dice Tye. "Del mismo modo que se podría esperar que alguien pierda su apetito si se realizaron disparos, la activación del circuito del miedo puede reprimir las conductas relacionadas con la recompensa."

Sheena Josselyn, profesor asociado de psicología y fisiología en la Universidad de Toronto, describe el artículo como "un enorme avance en nuestra comprensión de cómo el cerebro procesa las diferentes emociones."

"Todo el mundo sabe que podemos aprender de las experiencias tanto positivas como negativas, pero nunca se había demostrado cómo una estructura puede contribuir a codificar dos resultados diametralmente opuestos emocionales", dice Josselyn, que no participó en la investigación. "Este trabajo mostró que donde se proyecta cada célula determina si se codifica un recuerdo positivo o negativo. La sola observación de la célula no revela su identidad, se debe considerar la célula en el contexto de un circuito más amplio".

Rasgos distintivos

Anna BeyelerUna vez que los investigadores definieron las funciones de cada población de células, se propusieron identificar otras características distintivas. Encontraron sólo pequeñas diferencias en la forma y en las propiedades electrofisiológicas de las neuronas, pero sí detectaron algunas diferencias interesantes en la expresión génica. Algunos de los genes que eran más activos en un tipo de célula que los de otra codificaban receptores que se asientan en las superficies celulares y se unen a los neurotransmisores entrantes, lo que ayuda a transmitir la información sensorial a la amígdala.

Los investigadores están especialmente interesados en uno de estos receptores, que interactúa con una pequeña proteína llamada neurotensina. Esta proteína ayuda a regular la respuesta de las células para el glutamato, uno de los principales neurotransmisores necesarios para fortalecer las conexiones entre las neuronas. En estudios de seguimiento, ahora están investigando el papel que puede jugar la neurotensina en el aprendizaje de recompensa y miedo en la amígdala.

"Esto representa un nuevo paradigma para el desarrollo terapéutico", dice Tye. " 'El descubrimiento de fármacos basados en circuitos' se basa en primer lugar en la identificación de cómo los diferentes componentes del circuito operan y luego en identificar qué objetivos pueden controlarlos."

 

Cómo procesa las emociones el cerebro

Artículo original de news.mit.edu

Anne Trafton | MIT News Office, 31 de marzo de 2016

 

Algunas enfermedades mentales pueden ser el resultado, en parte, de la incapacidad del cerebro para asignar correctamente las asociaciones emocionales a los acontecimientos. Por ejemplo, las personas que están deprimidas a menudo no se sienten felices, incluso cuando experimentan algo que normalmente disfrutan.

Un nuevo estudio del MIT revela cómo dos poblaciones de neuronas en el cerebro contribuyen a este proceso. Los investigadores encontraron que estas neuronas, que se encuentra en una región del tamaño de una almendra, conocido como la amígdala, forman canales paralelos que llevan la información acerca de los eventos agradables o desagradables.

Aprender más acerca de cómo se encamina esta información y se extravía podría arrojar luz sobre las enfermedades mentales como la depresión, la adicción, la ansiedad y el trastorno de estrés postraumático, dice Kay, Tye, el Profesor Adjunto de Desarrollo de Carrera Whitehead de Cerebro y Ciencias Cognitivas y miembro del Instituto Picower del MIT para el aprendizaje y la memoria.

"Creo que este proyecto realmente corta a través de las categorizaciones específicas de enfermedades y podría ser aplicable a casi cualquier enfermedad mental", dice Tye, el autor principal del estudio, que aparece en la edición en línea del 31 de marzo de la revista Neuron.

Los autores principales del artículo son la postdoc Anna Beyeler y el estudiante graduado Praneeth Namburi.

 

Los investigadores del MIT descubrieron dos poblaciones de neuronas que ayudan a asignar asociaciones emocionales a eventos específicos. Tienen la esperanza de que esto puede conducir a mejores tratamientos para las enfermedades mentales.Vídeo: Melanie Gonick / MIT

Circuitos emocionales 

En un estudio previo, el laboratorio de Tye identificó dos poblaciones de neuronas implicadas en el procesamiento de las emociones positivas y negativas. Una de estas poblaciones retransmite información al núcleo accumbens, que desempeña un papel en el aprendizaje de búsqueda de experiencias gratificantes, mientras que la otra envía información a la amígdala centromedial.

En el nuevo estudio, los investigadores querían averiguar cuáles son la neuronas en realidad hacen que un animal reaccione a un estímulo aterrador o placentero. Para hacer esto, primero etiquetaron cada población con una proteína sensible a la luz llamada canalrodopsina. En tres grupos de ratones, se marcaron las células que se proyectan hacia el núcleo accumbens, la amígdala centromedial, y una tercera población que se conecta al hipocampo ventral. El laboratorio de Tye ha mostrado previamente que la conexión con el hipocampo ventral está implicada en la ansiedad. 

El etiquetado de las neuronas es necesario porque las poblaciones que se proyectan hacia diferentes objetivos son de otra manera indistinguibles. "Por lo que podemos decir que están muy entremezcladas," dice Tye. "A diferencia de otras regiones del cerebro, no hay separación topográfica en base a dónde van".

Después del etiquetado de cada población de células, los investigadores entrenaron a los ratones para discriminar entre dos sonidos diferentes, uno asociado con una recompensa (agua de azúcar) y el otro asociado con un sabor amargo (quinina). A continuación registraron la actividad eléctrica de cada grupo de neuronas según los ratones se encontraban con los dos estímulos. Esta técnica permite a los científicos comparar la anatomía del cerebro (qué neuronas están conectados unas al otras) y su fisiología (como estas neuronas responden al estímulo del medio ambiente).

Los investigadores se sorprendieron al encontrar que las neuronas dentro de cada subpoblación no respondían todas de la misma manera. Algunas respondieron a una señal y algunas respondieron a la otra, y algunas respondieron a ambas. Algunas neuronas se excitaron por la pista mientras que otras fueron inhibidas. "Las neuronas dentro de cada proyección son muy heterogéneas. No todas hacen lo mismo ", dice Tye. 

Sin embargo, a pesar de estas diferencias, los investigadores encontraron patrones globales para cada población. Entre las neuronas que se proyectan hacia el núcleo accumbens, la mayoría estaban emocionadas por el estímulo gratificante y no respondieron al aversivo. Entre las neuronas que se proyectan hacia la amígdala central, la mayoría fueron excitadas por la señal de aversión, pero no por la señal gratificante. Entre las neuronas que se proyectan hacia el hipocampo ventral, las neuronas parecían ser más equilibrada entre respondían a las señales positivas y negativas.

Esto es consistente con el artículo anterior, pero añadimos las dinámicas neuronales reales de la activación y la heterogeneidad que fue enmascarada por el enfoque anterior de la manipulación optogenética", dice Tye. "La pieza que faltaba de esa historia era lo están haciendo en realidad estas neuronas, en tiempo real, cuando se presentan al animal los estímulos".

Cavar profundamente

Praneeth NamburiLos hallazgos sugieren que para entender completamente cómo el cerebro procesa las emociones, los neurólogos tendrán que profundizar en las poblaciones más específicas, dice Tye.

"Hace cinco o 10 años, todo se enfocaba al estudio de regiones específicas del cerebro. Y luego, en los últimos cuatro o cinco años ha habido un mayor enfoque en las proyecciones específicas. Y ahora, este estudio presenta una ventana a la siguiente era, cuando incluso las proyecciones específicas no son lo suficientemente específicas. Todavía hay una heterogeneidad incluso cuando se subdivide en este nivel", dice ella. "Todavía tenemos un largo camino por recorrer en términos de apreciar las complejidades de pleno derecho del cerebro."

La neurociencia se está moviendo rápidamente más allá de la idea clásica de la 'una región del cerebro es igual a una función,'" dice Joshua Johansen, jefe de equipo en el Instituto de Ciencias del Cerebro RIKEN en Japón, que no participó en la investigación. "Este documento representa un paso importante en este proceso, mostrando que dentro de la amígdala, la forma en distintas poblaciones de células procesan la información es un determinante crítico de cómo surgen las respuestas emocionales."

Otra cuestión que aún queda es por qué estas poblaciones diferentes se entremezclan en la amígdala. Una hipótesis es que las células que responden a diferentes entradas tienen que ser capaces de interactuar rápidamente entre sí, coordinando las respuestas a una señal de urgencia, tales como una alerta de que el peligro está presente. "Estamos explorando las interacciones entre estas diferentes proyecciones, y pensamos que podría ser una clave de cómo se selecciona rápidamente una acción apropiada cuando se nos presenta un estímulo", dice Tye.

A largo plazo, los investigadores esperan que su trabajo dará lugar a nuevas terapias para las enfermedades mentales. "El primer paso es definir los circuitos y luego tratar de ir en modelos animales de estas patologías y ver cómo estos circuitos están funcionando de manera diferente. Entonces podemos tratar de desarrollar estrategias para restaurarlos y tratar de traducir eso a pacientes humanos ", dice Beyeler, que pronto estará comenzando su propio laboratorio en la Universidad de Lausana para proseguir con esta línea de investigación. 

Última actualización el Martes, 03 de Mayo de 2016 13:02
 

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