Autor Articles i estudis
14 octubre 2018 a 12:00

El modelatge computacional avançat del cervell explica els efectes del LSD

0 Flares 0 Flares ×
modelatge computacional LSD// Foto: upf

modelatge computacional LSD// Foto: upf

Tot i que els psicodèlics signifiquen una gran promesa per al tractament de malalties neuropsiquiàtriques, com la depressió i l’addicció, encara no es coneixien prou bé els mecanismes subjacents d’aquestes substàncies en el cervell. Se sap que els efectes dels psicodèlics, en part, es basen en l’acció d’un neurotransmissor serotoninèrgic anomenat 5HT2A. S’ha vist que el bloqueig d’aquest receptor específic en el cervell humà disminueix fortament la resposta psicodèlica. Però els efectes depenen de dinàmiques cerebrals no lineals difícils d’estudiar en el cervell humà. En general, actualment existeixen llacunes importants en la comprensió de les interaccions no lineals, entre l’activitat neuronal i els neurotransmissors en la globalitat del cervell.

Ara, un equip internacional d’investigadors ha aconseguit avenços significatius en la comprensió de l’activitat neuronal que depèn dels neurotransmissors, i en particular han descobert els mecanismes causals subjacents als efectes de l’LSD (dietilamida de l’àcid lisèrgic) en la dinàmica global del cervell . Els resultats d’aquesta investigació es publiquen el 27 de setembre a la revista Current Biology. Un treball codirigit per Gustavo Deco, professor d’investigació ICREA del Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC) i director del Centre de Cognició i Cervell (CBC) a la Universitat Pompeu Fabra (UPF), juntament amb el professor Morten Kringelbach neurocientífic investigador al Queen’s College d’Oxford (Regne Unit) i la Universitat d’Aarhus (Dinamarca).

Utilitzant la connectivitat cerebral real entre les diferents regions cerebrals, el model computacional simula amb precisió la dinàmica del cervell complet

Aquests investigadors, juntament amb els seus respectius equips, han creat, a partir de dades cerebrals humanes obtingudes per neuroimatge, un model computacional avançat capaç de simular amb precisió la dinàmica del cervell complet utilitzant la connectivitat cerebral real entre les diferents regions cerebrals.

La integració de les concentracions del neurotransmissor 5HT2A en el model computacional permet conèixer les interaccions causals no lineals entre l’activitat neuronal i la concentració de neurotransmissors

Per primera vegada, aquest model d’activitat neuronal del cervell complet ha tingut en compte i ha integrat les concentracions del neurotransmissor 5HT2A. Per a aquest treball, la distribució cerebral dels neurotransmissors de serotonina (inclòs el 5HT2A) la va obtenir l’equip dirigit pel professor Gitte M Knudsen a The Center for Integrated Molecular Brain Imaging (CIMBI) de Copenhaguen (Dinamarca), coautor de l’estudi.

La integració d’aquesta informació en el model computacional va permetre conèixer les interaccions causals no lineals entre l’activitat neuronal i la concentració de neurotransmissors. D’aquesta manera, van observar que, a mesura que la concentració de neurotransmissors canvia en una o més regions, també canvia la dinàmica cerebral, però de manera crucial, és a dir, no lineal, d’aquí que s’hagués de dissenyar un model computacional capaç de predir aquest comportament.

La disponibilitat d’un model computacional obtingut a través de tècniques de neuroimatge del cervell complet va permetre establir un vincle causal entre el receptor serotoninèrgic i l’activitat cerebral

Els científics mitjançant tècniques de neuroimatge van obtenir dades de participants sans que van rebre LSD i placebo, un treball del qual va ser responsable l’equip de Robin Carhart-Harris, investigador de l’Imperial College de Londres (Regne Unit), al seu torn coautor de l’estudi. Els resultats van mostrar que l’activitat provocada per LSD en el cervell humà estava significativament relacionada amb la distribució precisa de la concentració del receptor 5HT2A. La disponibilitat d’un model computacional obtingut a través de neuroimatge de tot el cervell va permetre a aquest equip d’investigadors establir un vincle causal entre el receptor serotoninèrgic i l’activitat cerebral.

El mètode seguit en aquest estudi “podria ser emprat per comprendre millor com i per què els psicodèlics poden ajudar a reequilibrar la dinàmica cerebral en la malaltia neuropsiquiàtrica”

El professor Gustavo Deco, primer autor de l’estudi afirma: “Aquestes troballes són apassionants ja que proporcionen una nova eina i molt poderosa per a modelar les dades obtingudes per tècniques de neuroimatge d’una manera causal, en què, per exemple, les concentracions canviants d’un neurotransmissor en diferents regions del model es poden usar per predir el potencial resultat d’un tractament. Com a tal, el mètode podria ser útil per comprendre millor com i per què els psicodèlics poden ajudar a reequilibrar la dinàmica cerebral en la malaltia neuropsiquiàtrica”.

“En definitiva, aquesta nova i prometedora metodologia podria ser de gran utilitat en el descobriment de nous fàrmacs en què els efectes del canvi de receptor podrien ser emprats en el disseny, l’evacuació i la predicció de l’efectivitat de noves substàncies terapèutiques”, ha declarat el professor Morten Kringelbach, investigador principal del treball.

 Treball de referència:

Deco G., Cruzat J., Cabral J., Knudsen GM, Carhart-Harris RL, Whybrow PC, Logothetis NK & Kringelbach ML (2018), “Whole-brain multimodal Neuroimaging model using serotonin receptor maps explains non lineal functional effects of LSD”, 27 de setembre, Current Biology.

0 Flares Twitter 0 Facebook 0 Google+ 0 LinkedIn 0 Pin It Share 0 Email -- 0 Flares ×