A pesar de su uso clínico como anestésico y antidepresivo, el efecto a largo plazo de la ketamina sobre las redes cerebrales sigue siendo en gran parte desconocido.
Es en este contexto que la publicación realizada por «Mapeo cerebral completo revela el impacto divergente de la ketamina en el sistema dopaminérgico» (Whole-brain mapping reveals the divergent impact of ketamine on the dopamine system) aborda un tema de gran interés en la neurociencia moderna: el impacto de la ketamina en el sistema dopaminérgico.
El sistema dopaminérgico se refiere al conjunto de neuronas en el cerebro que producen y utilizan dopamina, implicado en funciones como la motivación, el placer, la coordinación motora y el aprendizaje.
El estudio realizado por investigadores de la Universidad de Columbia en Nueva York, se propuso investigar estos efectos utilizando un enfoque novedoso de fenotipificación cerebral a nivel subcelular.
Contenido
- Metodología avanzada en el estudio de la ketamina
- Cambios divergentes inducidos por la ketamina
- Mecanismos subyacentes y plasticidad neuronal
- Impacto en las proyecciones neuronales de largo alcance
- Implicaciones para la comprensión del sistema dopaminérgico
- Limitaciones del estudio y futuras investigaciones
- Referencias
- Recomendamos
Metodología avanzada en el estudio de la ketamina
El estudio empleó técnicas de vanguardia para el mapeo cerebral completo y la fenotipificación de alta resolución.
Se administró ketamina a dosis variables a ratones y se observó el impacto en el sistema dopaminérgico,
Se administró ketamina a ratones a dosis variables y se observó su impacto en el sistema dopaminérgico incluyendo cambios en las neuronas dopaminérgicas y sus proyecciones.
Se utilizó un marcador para la síntesis de dopamina, la tirosina hidroxilasa (TH), como principal herramienta de medición.
Cambios divergentes inducidos por la ketamina
Los resultados mostraron una disminución en la densidad de neuronas dopaminérgicas en áreas del mesencéfalo relacionadas con el estado de comportamiento y un aumento en regiones del hipotálamo.
Se encontró una disminución en la densidad de neuronas dopaminérgicas en áreas del mesencéfalo relacionadas con el comportamiento y un aumento en el hipotálamo.
Los cambios en las proyecciones neuronales hacia áreas como la corteza prefrontal y áreas sensoriales sugieren un efecto complejo de la ketamina en el cerebro.
Impacto divergente se refiere a cómo la ketamina produce efectos variables en diferentes áreas del sistema dopaminérgico del cerebro. Esto significa que la ketamina no afecta de manera uniforme a todas las neuronas dopaminérgicas o sus proyecciones, sino que tiene un impacto distinto dependiendo de la región cerebral y la dosis administrada.
Mecanismos subyacentes y plasticidad neuronal
El estudio también investigó los mecanismos subyacentes de la plasticidad neuronal inducida por la ketamina.
Se encontró que la expresión de mRNA de TH, que es mucho más amplia que la correspondiente proteína TH, sugiere un papel importante de los mecanismos post-transcripcionales en la modulación cerebral inducida por la ketamina.
En otras palabras, la ketamina podría estar afectando la manera en que se procesa y se utiliza el mRNA de TH, lo que a su vez influiría en el sistema dopaminérgico del cerebro.
Impacto en las proyecciones neuronales de largo alcance
El estudio también exploró cómo la exposición crónica a la ketamina altera las proyecciones neuronales de largo alcance.
Se observaron aumentos en la densidad de proyecciones en múltiples regiones corticales asociativas, mientras que ciertas regiones experimentaron disminuciones en la densidad de proyecciones, lo que indica una adaptabilidad significativa del sistema dopaminérgico a la exposición a la ketamina.
Esto sugiere que el sistema dopaminérgico tiene una adaptabilidad significativa frente a la exposición a la ketamina, es decir, la capacidad de modificar sus conexiones y funcionamiento en respuesta a este agente farmacológico.
Implicaciones para la comprensión del sistema dopaminérgico
El estudio proporciona una comprensión más profunda de cómo la ketamina, un agente farmacológico complejo, puede remodelar las redes cerebrales de manera no uniforme.
Estos hallazgos tienen implicaciones significativas para la neurociencia y la farmacología, particularmente en el contexto del tratamiento de trastornos neuropsiquiátricos.
Limitaciones del estudio y futuras investigaciones
Aunque el estudio proporciona información valiosa, tiene algunas limitaciones. No se examinaron los cambios progresivos en la expresión de TH a lo largo de diferentes duraciones de exposición a la ketamina, y se utilizó un enfoque binario de presencia o ausencia.
Además, TH no es exclusiva de las neuronas dopaminérgicas, y algunas de las proyecciones neuronales etiquetadas como TH+ podrían originarse de otras neuronas catecolaminérgicas.
Investigaciones futuras son necesarias para determinar con precisión la identidad neurotransmisora de las proyecciones afectadas y para comprender los mecanismos fisiológicos que median el impacto de la exposición crónica a la ketamina en el sistema dopaminérgico.
Referencias
Datta, M. S., Chen, Y., Chauhan, S., Zhang, J., De La Cruz, E. D., Gong, C., & Tomer, R. (2023). Whole-brain mapping reveals the divergent impact of ketamine on the dopamine system. Cell Reports. DOI: 10.1016/j.celrep.2023.113491.
