El rol clave de la dopamina en el mantenimiento de la conciencia

La conciencia es posiblemente el tema científico más importante que existe. Al fin y al cabo, sin conciencia no habría ciencia. Pero aunque todos sabemos lo que es estar consciente -es decir, que tenemos conciencia personal y respondemos al mundo que nos rodea-, ha resultado casi imposible explicar exactamente cómo surge del hardware del cerebro. Esto se conoce como el problema "difícil" de la conciencia.

Resolver el problema difícil es una cuestión de gran curiosidad científica. Pero hasta ahora, ni siquiera hemos resuelto los problemas "fáciles" de explicar qué sistemas cerebrales dan lugar a experiencias conscientes en general, en humanos u otros animales.

Esto tiene una enorme importancia clínica. Los trastornos de la conciencia son una consecuencia común de las lesiones cerebrales graves e incluyen comas y estados vegetativos. Y todos hemos experimentado una pérdida temporal de la conciencia cuando estamos bajo anestesia durante una operación.

En un estudio publicado por Spindler y col. en mayo de 2021 en el Proceedings of the National Academies of Science, se ha demostrado que la actividad cerebral consciente parece estar vinculada al "neurotransmisor del placer" del cerebro, la dopamina.

El hecho de que los mecanismos neuronales que sustentan los trastornos de la conciencia sean difíciles de caracterizar hace que estas condiciones sean difíciles de diagnosticar y tratar. Las imágenes cerebrales han establecido que una red de regiones cerebrales interconectadas, conocida como red de modo por defecto, está implicada en la autoconciencia. También se ha demostrado que esta red está alterada en caso de anestesia y tras un daño cerebral que provoca trastornos de la conciencia. Y lo que es más importante, parece ser crucial para la experiencia consciente.

Conectoma de la red neuronal por defecto.
La imagen muestra las principales regiones
de la red neuronal (en amarillo) y sus
conexiones entre sus zonas destacadas
en color según su dirección de
conexión estructural. (Horn et al., 2013).

Sin embargo, algunos pacientes pueden parecer inconscientes cuando en realidad no lo están. En un estudio histórico realizado en 2006, un equipo de investigadores demostró que una mujer de 23 años, que había sufrido un grave traumatismo cerebral y que se creía en estado vegetativo tras un accidente de tráfico, tenía signos de conciencia. Se pidió a la paciente que se imaginara jugando al tenis durante un escáner cerebral (fMRI) y los científicos vieron que las regiones del cerebro implicadas en los procesos motores se activaban en respuesta (Owen et al., 2006)

Del mismo modo, cuando se le pidió que imaginara que recorría las habitaciones de su casa, se activaron regiones del cerebro relacionadas con la navegación espacial, como el córtex parietal posterior. El patrón de activación que mostraba era similar al de las personas sanas, y se consideró que tenía conciencia aunque no se notara en la evaluación clínica clásica (que no incluye escáneres cerebrales).

Otras investigaciones han encontrado efectos similares en otros pacientes en estado vegetativo. Este año, un grupo de científicos, que escriben en la revista Brain, han advertido que uno de cada cinco pacientes en estado vegetativo puede, de hecho, estar lo suficientemente consciente como para seguir órdenes durante los escáneres cerebrales, aunque no hay consenso al respecto (Scolding, Owen, Keown, 2021)

El neurotransmisor que interviene en la conciencia

Las neuronas dependen de una serie de sustancias químicas para comunicarse entre sí y con otras células, lo que permite una serie de funciones cerebrales. Antes del estudio de Spindler y col. (2021), ya había algunas pruebas de que la dopamina, bien conocida por su papel en la recompensa, también desempeña un papel en los trastornos de la conciencia.

La dopamina, la sustancia química del placer en el cerebro.

Por ejemplo, un estudio demostró que la liberación de dopamina en el cerebro está alterada en los pacientes con conciencia mínima. Además, varios estudios a pequeña escala han demostrado que la conciencia de los pacientes puede mejorar si se les administran fármacos que actúan a través de la dopamina.

La fuente de dopamina en el cerebro se llama área tegmental ventral (VTA). Es desde esta región desde donde se libera la dopamina a la mayoría de las áreas del córtex. En el estudio de Spindler y col. (2021), se demostró que la función de esta fuente de dopamina del cerebro está alterada en pacientes con trastornos de la conciencia y también en personas sanas tras la administración de un anestésico.

En las personas sanas, Spindler y col. (2021) comprobaron que la función del VTA se restablecía tras la retirada de la sedación. Y las personas con disminución de la conciencia que mejoraron con el tiempo también recuperaron parte de su función en la VTA. Además, la disfunción de la dopamina estaba relacionada con una disfunción en la red de modos por defecto, que ya sabemos que es clave en la conciencia. Esto sugiere que la dopamina puede tener realmente un papel central en el mantenimiento de nuestra conciencia.

El estudio, realizado en la División de Anestesia de la Universidad de Cambridge, muestra también que el uso de fármacos actuales y futuros, que actúan sobre la dopamina, debería ayudar a mejorar nuestra comprensión de la anestesia. Sorprendentemente, aunque la anestesia con éter se utilizó por primera vez en cirugía en el Hospital General de Massachusetts en 1846, los procesos específicos sobre cómo los anestésicos generales actúan en múltiples sitios para producir la acción anestésica siguen siendo un misterio.

Pero el aspecto más emocionante de esta investigación es, en última instancia, que da esperanzas para mejorar los tratamientos de los trastornos de la conciencia, utilizando fármacos que actúan sobre la dopamina.

Fuente: The Conversation.  

Referencias:

Lennart R. B. Spindler, Andrea I. Luppi, Ram M. Adapa, Michael M. Craig, Peter Coppola, Alexander R. D. Peattie, Anne E. Manktelow, Paola Finoia, Barbara J. Sahakian, Guy B. Williams, Judith Allanson, John D. Pickard, David K. Menon, Emmanuel A. Stamatakis (2021). Dopaminergic brainstem disconnection is common to pharmacological and pathological consciousness perturbation. Proceedings of the National Academy of Sciences Jul, 118 (30) e2026289118; DOI: 10.1073/pnas.2026289118

Horn A, Ostwald D, Reisert M, Blankenburg F. (2013). The structural-functional connectome and the default mode network of the human brain. NeuroImage 102: 142-151.

Owen AM, Coleman MR, Boly M, Davis MH, Laureys S, Pickard JD. (2006). Detecting awareness in the vegetative state. Science. Sep 8;313(5792):1402. doi: 10.1126/science.1130197. PMID: 16959998.

Scolding N, Owen AM, Keown J. (2021). Prolonged disorders of consciousness: a critical evaluation of the new UK guidelines. Brain. Jul 28;144(6):1655-1660. doi: 10.1093/brain/awab063.