El miedo del cerebro está equipado con un sensor de ahogamiento integrado

• FOTOGRAFÍAS

El circuito cerebral del miedo se encuentra situado en la amígdala. Imagen: Aaron Borstein.

Además de ofrecer una nueva perspectiva de la respuesta de miedo normal, el descubrimiento podría ayudar a explicar y quizás incluso corregir lo que funciona mal en quienes padecen ataques de pánico, según afirman los investigadores. (Se sabe desde hace casi un siglo que la inhalación de dióxido de carbono puede desencadenar ataques de pánico, y que los pacientes con trastornos de pánico son especialmente susceptibles).

“Pensábamos que la amígdala formaba parte de los circuitos cerebrales del miedo”, explica John Wemmie, uno de los autores del trabajo e investigador en la Universidad de Iowa (EE UU), “pero ahora vemos que no sólo forma parte de un circuito, sino que también es un sensor”.

“Es interesante que la evolución haya colocado un sensor de ácido justo en este circuito central”, añade Michael Welsh, coautor también de la Universidad de Iowa. “Detectar un nivel elevado de dióxido de carbono es esencial para la supervivencia. Cuando alguien se está ahogando, este circuito dispara mecanismos de huida o de alivio del problema”.

El circuito en cuestión se encuentra en la amígdala, una estructura que estimula el sistema nervioso simpático para luchar o huir, y que enlaza con otras regiones cerebrales implicadas en la respuesta a una amenaza. Gracias a estudios anteriores, se sabe que la amígdala desempeña una función importante en los miedos innatos y en los aprendidos.

En estudios previos, el equipo de Wemmie y Welsh descubrió que el canal iónico sensible a ácido 1a (ASIC-1a) es especialmente abundante en la amígdala y en otras estructuras de circuitos relacionadas con el miedo, donde es necesario para las respuestas normales en pruebas del comportamiento propio del miedo. Como su nombre indica, los ASIC son sensibles al pH y se activan cuando bajan los niveles de pH.

La contribución de la amígdala y del ASIC1a al comportamiento propio del miedo hizo que los investigadores sospecharan que un pH reducido podría inducir un comportamiento propio del miedo mediante la activación de los canales, lo que a su vez permitiría a la amígdala funcionar como un sensor químico en el interior del circuito del miedo. Y eso es exactamente lo que ahora han demostrado.

Los investigadores encontraron que la inhalación de dióxido de carbono reducía el pH cerebral y estimulaba un comportamiento propio del miedo en ratones. Los roedores que respiraban un 5% de dióxido de carbono tendían a evitar los espacios abiertos más de lo habitual y, en pruebas estándar de aprendizaje del miedo realizadas en presencia de un 10% de dióxido de carbono, los ratones mostraban unos comportamientos de congelación exagerados.

Los animales que no tenían esos canales iónicos sensibles al ácido 1a daban muestras de menos miedo, una situación que se invertía cuando los canales se volvían a colocar específicamente en la amígdala. Los tratamientos que evitaban el cambio de pH reducían el comportamiento propio del miedo, mientras que las microinyecciones ácidas dentro de la amígdala hacían justo lo contrario.

La amenaza del ahogamiento

Los nuevos hallazgos demuestran que la amígdala no solo siente la amenaza que representa el dióxido de carbono, sino que también da lugar a una respuesta. “Dado que los organismos que respiran oxígeno viven bajo la amenaza constante de la asfixia, podría argumentarse que la amenaza del ahogamiento ha tenido una influencia primordial a la hora de dar forma a los sistemas de defensa del cerebro”, escribe Stephen Marin, otro de los autores y científico en la Universidad de Michigan (EE UU).

“Este descubrimiento indica que un sistema que evolucionó para generar comportamientos que nos defendiesen del ahogamiento se adaptó después a enfrentarse a amenazas tanto innatas como aprendidas en el medio externo. En cierto sentido, esto no es sorprendente. En las garras de un depredador, el ahogamiento es el miedo último: indica una muerte inminente”.

Además de desvelar que la amígdala es un sensor químico importante, los nuevos resultados también podrían ofrecer una explicación molecular al aumento de las concentraciones de dióxido de carbono que provoca un miedo intenso, y proporcionar un punto de partida para desentrañar las bases de los trastornos de ansiedad y de pánico. Una única bocanada de dióxido de carbono puede desencadenar ataques de pánico en pacientes con trastorno de pánico, y la mala regulación del pH cerebral también interviene en este hecho.

“Se ha propuesto que los trastornos de pánico y de ansiedad están relacionados con una alarma de ahogamiento que se ha averiado”, dice Welsh. “Ahora, este trabajo puede arrojar alguna luz sobre este fenómeno, y sugerir estrategias para investigaciones futuras”.

Los hallazgos hacen pensar en la posibilidad de que algunas personas puedan ser más propensas a los trastornos de ansiedad, incluido el trastorno por estrés postraumático, debido a las variantes genéticas que poseen de esta ruta ASIC. También indican que las nuevas estrategias terapéuticas para tratar el pánico y la ansiedad podrían centrarse en los cambios del pH cerebral o los canales sensibles a ácido.

----------------------------

Referencia bibliográfica:

Ziemann et al.: “The Amygdala Is a Chemosensor that Detects Carbon Dioxide and Acidosis to Elicit Fear Behavior.” Cell 139, 1012–1021, 25 de noviembre de 2009. DOI 10.1016/j.cell.2009.10.029 www.cell.com.