Cientistas descobrem que subgrupos de interneurônios regulam a aprendizagem e as respostas ao medo

Os investigadores da Northwestern Medicine descobriram novos insights sobre as conexões sinápticas de subgrupos de interneurônios, descobertas que podem melhorar a compreensão das respostas ao medo e podem informar novas terapias direcionadas para o transtorno de estresse pós-traumático (TEPT), de acordo com um estudo publicado em Relatórios de células.

Sachin Patel, MD, Ph.D., presidente e professor Lizzie Gilman de psiquiatria e ciências do comportamento, foi o autor sênior do estudo.

Os interneurônios GABAérgicos (INs) são um grupo especializado de neurônios inibitórios na amígdala que apoiam a aprendizagem associativa, um mecanismo de sobrevivência no qual as respostas comportamentais mudam de acordo com diferentes fatores ambientais e sinais sensoriais. Os INs GABAérgicos também ajudam a regular os neurônios excitatórios em todo o cérebro e no sistema nervoso central.

Acredita-se que existam três tipos principais de INs GABAérgicos: INs de somatostatina, INs de peptídeo intestinal vasoativo (VIP) e INs de parvalbumina (PV). Cada grupo expressa assinaturas genéticas únicas e funciona de maneira diferente no córtex cerebral e na amígdala, que desempenham um papel no condicionamento do medo e no desenvolvimento do transtorno de estresse pós-traumático (TEPT).

No estudo atual, a equipe de Patel teve como objetivo entender melhor como esses três grupos específicos de INs GABAérgicos se adaptam em resposta ao medo induzido por estressores ambientais e durante a extinção, ou quando um estressor ambiental é continuamente reforçado e a resposta ao medo enfraquece gradualmente ao longo do tempo.

“Isso também é importante do ponto de vista clínico porque é a base de coisas como a terapia de exposição, onde os pacientes são expostos repetidamente a sinais traumáticos em um local seguro, com a esperança de que essas respostas condicionadas diminuam com o tempo”, disse Patel.

“Compreender como esses neurônios GABAérgicos desempenham um papel nesse processo de forma coordenada nunca foi realmente examinado”.

Em modelos de ratos transgênicos, os cientistas usaram técnicas de análise eletrofisiológica para estudar a atividade sináptica de cada grupo de INs GABAérgicos, enquanto os ratos realizavam tarefas de aprendizagem associativa e extinção.

Especificamente, eles descobriram que as INs de somatostatina medeiam a inibição por feedback e exibem alterações de plasticidade induzidas pela aprendizagem durante tarefas de aprendizagem associativa e de extinção, enquanto as INs VIP medeiam a desinibição feedforward e respondem a sinais sensoriais salientes.

“A somatostatina e os VIP INs realmente mostraram as diferenças mais distintas na forma como estavam conectados a esses neurônios principais na amígdala e em suas respostas durante a aquisição da tarefa de aprendizagem associativa”, disse Patel.

O grupo PV, no entanto, apresentou padrões de atividade semelhantes tanto à somatostatina quanto aos VIP INs, participando tanto no feedback quanto na inibição feedforward.

“A única maneira de isso ser realmente apreciado foi fazer uma análise sistemática de todos os três tipos em todos os experimentos que fizemos, porque estudos anteriores que analisaram esses neurônios geneticamente identificados analisaram principalmente um grupo de cada vez”, disse Patel.

Os cientistas também descobriram que quando os ratos expressavam um comportamento de “congelamento”, uma medida da resposta ao medo, a actividade da somatostatina INs diminuía, enquanto que quando paravam de mostrar esta resposta, a actividade da somatostatina IN aumentava.

Essas descobertas melhoram a compreensão da resposta ao medo e como as INs GABAérgicas poderiam ser direcionadas para aumentar a eficácia da terapia de exposição para pacientes com TEPT, disse Patel.

Patel disse que os próximos passos para este trabalho incluem a manipulação da atividade de cada grupo de INs GABAérgicos separadamente para determinar quais estão mais causalmente relacionados aos estados de medo, bem como investigar outros grupos recentemente descobertos de INs GABAérgicos na amígdala.

“À medida que começamos a entender como esses diferentes tipos de células estão envolvidos na regulação desses comportamentos de medo, bem como no processo de aprendizagem, isso pode nos dar uma oportunidade definitiva para descobrir como alguns tratamentos podem ativar seletivamente esses neurônios, por exemplo, para aliviar o estado de medo”, disse Patel.