El papel de las neuronas GABAérgicas en el comportamiento de escape de los animales

El comportamiento de escape es cómo los animales reaccionan a las amenazas, alejándose del peligro. Esta respuesta es clave para la supervivencia. Mientras que algunas acciones de escape son rápidas y automáticas, la flexibilidad en estos movimientos también es vital. Por ejemplo, la probabilidad de que un animal huya puede depender de cuánto peligro sienta y de sus experiencias pasadas. Cuando hay depredadores cerca, los animales son más propensos a reaccionar a señales confusas que podrían indicar peligro. Por otro lado, si un animal tiene hambre, puede ser menos propenso a huir de una amenaza.

Cuando un animal decide escapar, la forma en que ejecuta esa fuga puede variar. El camino que toma no debería ser fijo, sino que debería permitir ajustes según el entorno. Estudios recientes sobre ratones mostraron que pueden desacelerar y cambiar de dirección cuando se encuentran con un obstáculo mientras intentan escapar, todo con el objetivo de alcanzar un lugar seguro. Esta flexibilidad sugiere que hay factores que influyen en los circuitos cerebrales que controlan los comportamientos de escape. En particular, poder reducir la sensibilidad al peligro y desacelerar durante una fuga indica una red reguladora en el cerebro.

La parte clave del cerebro involucrada en el comportamiento de escape en mamíferos es la sustancia gris periacueductal (PAG), que se encuentra en el mesencéfalo. Esta área conecta diferentes partes del cerebro que procesan información sobre amenazas y controlan acciones instintivas. En la parte dorsal de la PAG (dPAG), ciertas neuronas responden a señales visuales y sonoras de peligro, lo que ayuda a activar la respuesta de fuga y determina cuán enérgica será esa respuesta. Aunque hay varios circuitos cerebrales involucrados en el procesamiento de amenazas y comportamiento de escape, las Neuronas excitatorias en el dPAG son especialmente importantes.

La investigación ha mostrado que también hay un equilibrio de control inhibitoria en la PAG. Esto significa que ciertas neuronas ayudan a gestionar cuán activas pueden estar esas neuronas excitatorias. Si se elimina una barrera, las neuronas excitatorias pueden responder a señales de peligro que antes eran débiles. Cambios en la actividad de las neuronas inhibitorias también podrían jugar un papel en activar otras acciones instintivas como congelarse o gritar.

#Neuronas GABAérgicas en el dPAG

Para entender cómo las neuronas inhibitorias controlan la actividad de las excitatorias en el dPAG, los científicos realizaron experimentos en cortes de mesencéfalo. Al observar el comportamiento de estas neuronas inhibitorias, encontraron que frecuentemente disparan potenciales de acción incluso sin señales entrantes. Esta actividad espontánea es significativa, ya que sugiere que estas neuronas proporcionan un nivel constante de inhibición a la red local.

Cuando los investigadores registraron la actividad de las neuronas excitatorias en el dPAG, descubrieron que estas neuronas no eran tan activas espontáneamente. Esta diferencia indica que las neuronas inhibitorias podrían estar manteniendo un nivel consistente de inhibición sobre las neuronas excitatorias. Estos hallazgos respaldan la idea de que estas neuronas inhibitorias juegan un papel crucial en regular la excitabilidad de la red de escape.

#Actividad de Neuronas VGAT+ In Vivo

Para ver cómo se comportan estas neuronas GABAérgicas en escenarios de la vida real, los investigadores monitorearon su actividad en ratones vivos. Encontraron que las neuronas inhibitorias están activas mientras los ratones exploran su entorno. Sin embargo, durante momentos que involucran amenazas potenciales, muchas de estas neuronas mostraron una disminución temporal en la actividad justo antes de que los ratones intentaran escapar. Esta caída en la acción podría ayudar a las neuronas excitatorias a impulsar la respuesta de fuga.

Para explorar más cómo la actividad de estas neuronas inhibitorias contribuye a huir de amenazas, los científicos expusieron a los ratones a estímulos que se acercaban desde arriba mientras permitían que los animales buscaran refugio. Más de la mitad de las neuronas activas mostraron un aumento en la actividad durante la fuga. Los investigadores pudieron clasificar los patrones de actividad en dos grupos. Un grupo indicó un aumento constante en la actividad que llevaba a la fuga, mientras que el segundo grupo mostró una disminución temporal coincidiendo con el inicio de la fuga.

#Manipulación de la Actividad Neuronal

A continuación, los científicos probaron cómo manipular la actividad de las neuronas GABAérgicas del dPAG influiría en el comportamiento de fuga. Usaron optogenética, un método que controla la actividad neuronal usando luz. Cuando estimularon estas neuronas inhibitorias durante una situación amenazante, la probabilidad de que los ratones escaparan disminuyó significativamente. En contraste, bloquear la actividad de estas neuronas aumentó las posibilidades de escape.

Estos resultados demuestran el papel importante que juegan las neuronas GABAérgicas en determinar el umbral de escape. Además, cuando estas neuronas fueron estimuladas después de que comenzó una fuga, los ratones a menudo se detenían antes de alcanzar la seguridad. Sin embargo, si las neuronas inhibitorias estaban inactivas durante un intento de fuga, los ratones tendían a pasarse de su objetivo.

#Papel en el Comportamiento de Escape

La investigación indica que las neuronas VGAT+ del dPAG son cruciales no solo para iniciar una fuga, sino también para controlar su ejecución. Muchas de estas neuronas muestran un aumento de actividad desde el inicio hasta el final de la fuga, lo que sugiere que ayudan a regular cuándo detenerse. Este hallazgo se alinea con trabajos anteriores que resaltan la participación de neuronas excitatorias en el control de la velocidad de los movimientos de escape.

Los patrones de actividad de las neuronas GABAérgicas no parecieron cambiar según la velocidad a la que se movían los ratones. En lugar de eso, su actividad máxima se asoció con el final de la fuga, sugiriendo un papel de coordinación estructurada para estas neuronas en la gestión del movimiento intencionado.

#Implicaciones para Entender el Comportamiento de Escape

La investigación sobre el comportamiento de escape en entornos naturales ha mostrado que los animales a menudo realizan movimientos complejos para alcanzar la seguridad. Esta flexibilidad es crucial, ya que deben ajustar su escape según su entorno. Los hallazgos sugieren que las neuronas GABAérgicas en el dPAG podrían procesar información sensorial y espacial para ayudar a los animales a ajustar su velocidad de escape.

En general, el trabajo enfatiza que una fuente constante de inhibición en el dPAG ayuda a regular la excitabilidad de las neuronas excitatorias, evitando comportamientos de escape innecesarios en ausencia de peligro. También sugiere un fuerte vínculo entre la actividad de las neuronas GABAérgicas y la dinámica general de los movimientos de fuga.

#Conclusión

En resumen, los hallazgos revelan que las neuronas GABAérgicas en el dPAG son esenciales no solo para iniciar comportamientos de fuga, sino también para ejecutarlos eficazmente. Al ajustar su actividad, estas neuronas respaldan una respuesta flexible a las amenazas, ayudando a los animales a manejar sus movimientos en entornos complejos. Este entendimiento puede abrir puertas a conocimientos más profundos sobre cómo los animales, incluidos los humanos, responden al peligro y los mecanismos neuronales subyacentes en tales comportamientos críticos. Explorar más estas conexiones neuronales también podría llevar a avances en el tratamiento de condiciones asociadas con la ansiedad y las respuestas de miedo.