Los ratones que recibieron cocaína mostraron un rápido crecimiento en nuevas estructuras del cerebro asociadas con el aprendizaje y la memoria, según un equipo de investigadores de la Clínica Ernest Gallo y el Centro de Investigación de la Universidad de California en San Francisco. Los resultados sugieren una manera en la que el consumo de drogas puede llevar a un comportamiento de búsqueda de drogas que fomenta el uso continuo de drogas, según los científicos.
Los investigadores utilizaron un microscopio que les permitió asomar directamente las células nerviosas en el cerebro de los ratones vivos, pasado dos horas de dar una droga ellos encontraron un aumento significativo en la densidad de las espinas dendríticas – estructuras que soportan las sinapsis necesarias para la señalización – en el corteza frontal animales. En contraste, los ratones que recibieron solución salina no mostraron incremento.
Los investigadores también encontraron una relación entre el crecimiento de nuevas espinas dendríticas y de aprendizaje asociada a la droga. Específicamente, los ratones que crecían las más nuevas espinas fueron las que se desarrolló la preferencia más fuerte por ser en el recinto donde recibieron la cocaína en lugar de en el recinto donde recibieron solución salina. El equipo publicó sus hallazgos en línea en la revista Nature Neuroscience, el 25 de agosto de 2013.
«Esto nos da un posible mecanismo de cómo los combustibles de consumo de drogas aún más la búsqueda de drogas», dijo el investigador principal Linda Wilbrecht, PhD, un investigador Gallo ahora en la Universidad de Berkeley, pero quien dirigió la investigación, mientras ella estaba en la facultad UCSF.
«Se ha observado que los consumidores de drogas a largo plazo muestran disminución de la función en la corteza frontal en relación con las señales o tareas mundanas, y la función se incrementó en respuesta a la actividad o la información relacionada con las drogas», dijo Wilbrecht. «Esta investigación sugiere cómo los cerebros de los usuarios de drogas pueden cambiar hacia aquellas asociaciones relacionadas con las drogas.»
En todos los cerebros vivos hay un nivel básico de creación de nuevas espinas en respuesta a, o en previsión de, día a día, el aprendizaje, dijo Wilbrecht. Al aumentar este crecimiento, la cocaína podría ser un estímulo super-aprendizaje que refuerza el aprendizaje de la experiencia de cocaína, dijo.
La corteza frontal, que Wilbrecht llamado el «volante» del cerebro, controla funciones tales como la planificación a largo plazo, la toma de decisiones y otras conductas que implican mayor razonamiento y disciplina.
Las células cerebrales en la corteza frontal que Wilbrecht y su equipo estudiaron regulan la producción de esta región del cerebro, y pueden desempeñar un papel clave en la toma de decisiones. «Estas neuronas, que están directamente afectados por el consumo de cocaína, tienen el potencial de sesgo de la toma de decisiones», dijo.
Wilbrecht dijo que los resultados podrían potencialmente avanzar en la investigación de la adicción a los humanos «por ayudarnos a identificar lo que va mal en las cortezas frontales de los humanos adictos a las drogas, y explicando cómo relacionado con las drogas señales llegan a dominar los procesos de toma de decisiones del cerebro.»
En el primero de una serie de experimentos, los científicos dieron inyecciones de cocaína a un grupo de ratones y las inyecciones de solución salina a otra. El día siguiente, se observó que las células del cerebro de los animales utilizando un microscopio de escaneo láser de 2 fotones. Ellos se sorprendieron al descubrir que, incluso después de la primera dosis, los ratones tratados con cocaína crecieron más nuevas espinas dendríticas que los ratones tratados con solución salina.
En otro experimento, se observó que los ratones antes de la cocaína o el tratamiento con solución salina y luego dos horas después, y descubrieron que los animales que recibieron la cocaína estaban desarrollando nuevas espinas dendríticas en las dos horas después de recibir el medicamento. Además, en los próximos días, espinas inducidos por cocaína representaron casi cuatro veces más conexiones entre las células nerviosas que se observó en los animales tratados con solución salina.
En un tercer experimento, los investigadores para una semana dieron la cocaína ratones en una cámara de distintivo y solución salina en otro, usando procedimientos idénticos. Cada cámara tiene su propia característica de diseño visual, textura y olor para distinguirla de la otra cámara. A continuación, dejar que los ratones elegir qué cámara para ir a.
«Los animales que mostraron la mayor cantidad de espinas dendríticas sólidas – las espinas con la mayor probabilidad de desarrollarse en las sinapsis – mostraron el mayor cambio en la preferencia hacia la cámara donde recibieron la cocaína», dijo Wilbrecht. «Esto sugiere que las nuevas espinas pueden ser material para la asociación que estos ratones han aprendido a hacer entre la cámara y el fármaco.»
Wilbrecht señaló que la investigación no hubiera sido posible sin las imágenes cerebrales en vivo a través del microscopio de escaneo láser de 2 fotones, que se desarrolló en 2002. «Crecí en la época de la famosa campaña de servicio público que mostró una sartén de freír los huevos con el mensaje:» Este es tu cerebro en las drogas ‘», recordó Wilbrecht. «Ahora, con este microscopio, podemos decir realmente,» se trata de una célula del cerebro a las drogas. «
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