Hace poco me topé con un artículo que me pareció muy interesante. Tanto por el tema, como por la aproximación metodolólgica.
También les debió gustar a los de Nature Communications, que es donde se publicó el paper liderado por María Villafranca-Faus. ¿Quiere esto decir que podría yo ser editor de Nature? Yo creo que sí, Naturelmente.
Ok, bye.
Corramos un tupido velo.
El artículo se titula «Integrating pheromonal and spatial information the amygdalo-hippocampal network». Los dos grandes protagonistas son el sistema vomeronasal y el complejo amigdalo-hipocampal, necesario para el aprendizaje de información afectiva. Por su parte, el sistema vomeronasal es clave en el procesamiento de claves olfativas en mamíferos. Es donde se procesa la información de las feromonas. Estas señales no solamente permiten la identificación de individuos del grupo y su estado de salud 1,2, sino también la presencia de posibles depredadores 3,4. Es información clave para navegar el entorno. Y dado que sirve como clave identificativa de «amigos» y «enemigos», contiene una potente carga emocional.
Por ese motivo es razonable suponer que el órgano vomeronasal está directamente conectado con el circuito amigadlo-hipocampal. De hecho, es aceptado que la corteza vomeronasal corresponde la corteza del núcleo posteromedial de la amígdala 5. Y se ha hipotetizado que esta conexión funciona de modo similar a como el circuito amigadlo-hipocampal participa en el aprendizaje de miedo (es decir, mediante actividad sincrónica y coordinada en ambas regiones). Así, las señales vomeronasales podrían inducir cambios neuroplásticos en el hipocampo y constituirse como un elemento fundamental en la creación de mapas espaciales, su aprendizaje y su actualización.
El trabajo de Villafranca-Faus y colaboradores aporta pruebas de que la actividad neural en la amígdala está emparejada con la del hipocampo, y que la estimulación vomeronasal provoca plasticidad neuronal en ambas estructuras. De modo que la información feromónica es capaz de modificar la codificación hipocampal.
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Para comprobar esto utilizaron una metodología muy interesante. En primer lugar, se intervino a los animales para colocarles electrodos de registro en el hipocampo y la corteza vomeronasal. Con esto se lograba un registro de la actividad electrofisiológica de las neuronas en ambas regiones. Tras la recuperación post-operación, los animales fueron entrenados a recorrer un pasillo virtual. Situaron a los ratones en una plataforma móvil unidireccional (como una cinta de correr, vaya) y les fijaban la cabeza, de modo que podían «caminar», pero no avanzar. Enfrente se colocó una pantalla en la que se reproducía el trayecto, el cual progresaba según el ratón hacia avanzar la plataforma. El ensayo se daba por terminado al llegar al final del pasillo. La actividad cerebral se registraba durante todo el recorrido.
El pasillo se dividía en cuatro sectores. Durante el transcurso del tercer sector se acercaba un algodón impregnado en orina, aceite de sésamo, o nada. De modo que se creaba un control positivo (aceite de sésamo) y un control negativo (algodón limpio).
El tercer aspecto metodológico interesante es la estadística. Se realizó un análisis de actividad oscilatoria y un análisis de causalidad de Granger para dilucidar la dirección del flujo de actividad. Este es un tipo de análisis de series temporales que se utiliza para comprobar «si los resultados de una variable sirven para predecir a otra variable, si tiene carácter unidireccional o bidireccional».
Lo que observaron fue, por un lado, una alta actividad de ondas theta en el hipocampo durante el recorrido del pasillo, acompañada por un patrón similar en la corteza vomeronasal. El análisis de actividad oscilatoria reveló una alta sincronía en la actividad de estas ondas en ambas estructuras durante el recorrido. El análisis de Granger concluyó un control por parte del hipocampo sobre la corteza vomeronasal. Pero también, aunque en menor medida, momentos en que esta conexión se regulaba a la inversa. Esto sugiere un intenso intercambio de información entre ambas áreas durante la exploración del entorno.
El mismo patrón de sincronía oscilante ocurre en el complejo amigdalo-hipocampal durante la plasticidad sináptica asociada al aprendizaje del miedo 6,7. Por lo que la actividad vomeronasal-hipocampo puede ser indicador de plasticidad sináptica en este circuito, lo que permitiría la integración de información feromónica en el mapa cognitivo hipocampal.
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Un resultado interesante es que se observó una potenciación a largo plazo en el hipocampo tras la exposición a señales feromónicas en animales con anosmia. Lo que indica que la presencia de estas moléculas es suficiente para inducir la potenciación sináptica, sin necesitar un nivel más alto de procesamiento. Esta plasticidad inducida por la presencia de feromonas contribuiría notablemente a generar mapas territoriales, en los que se incluye información sobre los congéneres.
Ok ¿y por qué esto mola? Porque a lo mejor lo lees y piensas «meh :-/». Bueno, el aprendizaje a largo plazo que contiene la información correspondiente a la memoria episódica depende de la activación del hipocampo. Esta estructura recibe una gran cantidad de aferencias de múltiples regiones corticales, de modo que nos resulta posible dirimir los diferentes aspectos y elementos que componen un recuerdo. Así, la convergencia de esta compleja cascada de inputs multisensoriales permite la formación de representaciones unitarias dependientes de contexto, sobre el «qué» y el «dónde» 8. La información feromónica añadida a esta ruta multisensorial sugiere la inclusión del reconocimiento de congéneres en la memoria, o lo que es lo mismo, el «quién» de la memoria episódica. Algo que tiene una gran importancia no sólo desde el punto de vista evolutivo, sino también cognitivo, y que no se había podido demostrar completamente hasta ahora.
No obstante, en los humanos el papel del órgano vomeronasal sigue siendo controvertido, sin que haya un consenso claro en si resulta un órgano vestigial o realmente funcional. A este respecto hay varios estudios interesantes que apuntan a su papel en la elección de pareja, preferencia sexual y cuidado materno. Pero muchos no están a salvo de la controversia, por lo que no se puede afirmar que los hallazgos Villafranca-Faus et al. sean muy extrapolables de momento.