El alivio al dolor estomacal, a la sed y el hambre está en una parte del cerebro

“Nuestro estómago también es escuchado por el cerebro”, dice el doctor Pedro Maldonado, investigador del Instituto Milenio de Neurociencia Biomédica (BNI) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile.

Él, junto a los investigadores doctores Marcelo Aguilar y Fernando Torrealba, pudieron determinar que existe una parte del cerebro -conocida como corteza insular o ínsula- que favorece las conductas de alivio frente a la sensación de malestar gastrointestinal. Los resultados obtenidos por los chilenos fueron publicados en la última edición de la revista Scientific Report, perteneciente al grupo Nature.

“Sabemos bastante en neurociencia de las partes de la corteza cerebral que participan en procesos sensoriales y motores. Sin embargo, hay otras regiones que han sido poco estudiadas por la comunidad científica internacional, especialmente aquellas asociadas con el monitoreo interno del organismo. En nuestro laboratorio decidimos estudiar la actividad neuronal de esta corteza en ratas y logramos identificar la relación entre el cerebro y el seguimiento de variables fisiológicas, la cual es extrapolable a lo que ocurre con los humanos”, explica Maldonado.

El facultativo de la Universidad de Chile agrega que “hasta antes de nuestros estudios se había prestado poca atención a cómo el cerebro se involucra en acciones como el dolor estomacal, la sensación de sed o de hambre. Sin embargo, descubrimos que la corteza insular no solamente censa lo que pasa en el organismo, sino que también participa en la ejecución de conductas de alivio”.

Los científicos implantaron electrodos en la corteza insular de la rata y luego inyectaron en el área peritoneal, cloruro de litio -una sal que provoca malestar estomacal y sensación de asco-. Posteriormente observaron las conductas que provoca tal inyección en la rata. Además, estudiaron el efecto en la conducta producido por la activación eléctrica de esta región cerebral. En ambos experimentos los científicos observaron que los animales se recuestan sobre su vientre para disminuir el dolor.

“Las conductas que estamos estudiando en la rata potencialmente se acercan a lo que hacemos los humanos. Al inyectar cloruro de litio, las sensaciones gatilladas por esta sal se asemejan a lo que nosotros definimos como un malestar gastrointestinal o asco. Por lo tanto, no somos tan distinto en cuanto a circuitos cerebrales a lo que son las ratas y como percibimos nuestro estado interno, así como nuestras emociones no son distintas a las que expresan otros primates o incluso roedores”, señala el Marcelo Aguilar, investigador de IMII y de la Universidad de California, en San Diego, Estados Unidos.

El científico destaca que “usar este modelo animal y las inyecciones de cloruro de litio, entregan luces respecto de cuál sería el vínculo entre el sistema gastrointestinal y la corteza insular”.

Maldonado señala que habitualmente se analizan las conductas de los animales cuando responden a estímulos como la luz o un sonido. No obstante, muchas de sus acciones están manejadas por un proceso conocido como ‘conducta motivada para satisfacer necesidades esenciales’ y que se asocian a procesos como el hambre o la sed.

“Cómo el cerebro detecta que yo tengo una necesidad, que tengo apetito o necesito ingerir agua. Cómo el cerebro empieza a generar conductas que me permiten satisfacer esos deseos y qué parte está involucrada en estas conductas. También nos interesaba saber la manera en que es posible monitorear que la persona está bien”, comenta el neurocientífico.

Luego de cuatro años de investigación los académicos determinaron que el área responsable de esto es la corteza insular.

La corteza insular es parte de la vía interoceptiva, la cual cumple un rol central en la percepción y regulación de las necesidades corporales y emociones. Por su parte, la vía interoceptiva se refiere a la ruta a través de la cual las señales que se originan en los órganos del cuerpo humano -como las vísceras- viaja al cerebro y dan cuenta de un estado corporal, por ejemplo, malestar gastrointestinal.

“La vía interoceptiva hace el link entre una parte del sistema nervioso periférico que inerva múltiples órganos y la porción central del sistema nervioso como la corteza insular, amígdala y otras cortezas frontales, es decir, recoge información del cuerpo a través de muchas terminaciones nerviosas que están en todo el organismo. Luego las envía al cerebro lo cual nos permite ser conscientes de cambios en el estado interno”, detalla Aguilar.

“Además, relaciona dichos cambios a las emociones, por ejemplo, cuando somos conscientes que nuestro corazón o respiración se acelera y nuestra piel se eriza, después de haber escuchado un ruido en la oscuridad, lo interpretamos como la emoción de miedo. En definitiva, esta vía también está ligada a las emociones, no solo a las sensaciones corporales”, agrega.

La poca información existente sobre el sistema interoceptivo llevó a Aguilar a comenzar los estudios de la corteza insular, necesidades corporales y emociones junto a los doctores Maldonado y Torrealba.

“Ahora podemos decir que cuando somos conscientes de una afección gastrointestinal es la vía interoceptiva la que informa al cerebro al respecto”, subraya Aguilar.

El trabajo de Aguilar en la Universidad de California, San Diego está enfocado en el desarrollo de pequeños dispositivos biomédicos basado en circuitos electrónicos flexibles. Uno de los proyectos que lideró fue la creación de un parche electrónico que se pega a la piel y que permite la transmisión inalámbrica de datos de biopotenciales como frecuencia cardiaca y respiratoria, así como temperatura.

“Este tipo de tecnología se utilizará para monitorear variables fisiológicas en bebés prematuros en países en los cuales no hay acceso a incubadora” o instrumentos de monitoreo fisiológico, explica el chileno desde Estados Unidos.

El trabajo que realiza está en el contexto de la ingeniería de bio-instrumentación que permiten potenciar la investigación biológica. Como es el caso de la investigación que realizó en Chile