Un equipo de investigación dirigido por el Dr. SHIN Hee-Sup del Centro de Cognición y Socialidad (CCS) dentro del Instituto de Ciencias Básicas (IBS) en Daejeon, Corea del Sur, descubrió el mecanismo neuronal subyacente que nos permite sentir empatía. El estudio del grupo con ratones sugirió que la empatía es inducida por oscilaciones neuronales sincronizadas en el hemisferio derecho del cerebro, lo que permite que los animales perciban y compartan el miedo de los demás.

Un equipo de investigación dirigido por el Dr. SHIN Hee-Sup del Centro de Cognición y Socialidad (CCS) dentro del Instituto de Ciencias Básicas (IBS) en Daejeon, Corea del Sur, descubrió el mecanismo neuronal subyacente que nos permite sentir empatía. El estudio del grupo con ratones sugirió que la empatía es inducida por oscilaciones neuronales sincronizadas en el hemisferio derecho del cerebro, lo que permite que los animales perciban y compartan el miedo de los demás.

La empatía es la capacidad de percibir y comprender las emociones de otra persona, como la alegría, la tristeza o el miedo. Es una función esencial para la sociabilidad humana y su deterioro se ha observado en numerosos trastornos psiquiátricos y neurológicos como el autismo, la esquizofrenia y la enfermedad de Alzheimer. No se han identificado los mecanismos exactos en el cerebro que forman la base de la empatía y se han realizado pocos estudios para descubrir sus orígenes.

Esta capacidad de sentir los sentimientos de los demás no es exclusiva de los humanos, y sus mecanismos biológicos se comparten con otros mamíferos, incluidos los roedores. La «ansiedad de observación», un modelo de roedor de contagio emocional, es la forma básica de empatía afectiva. Este modelo está bien establecido y se usa ampliamente para estudiar la neurobiología de la empatía (Figura 1A). Durante el experimento de observación del miedo, un ratón «demostrador» recibe una descarga eléctrica mientras un ratón «observador» observa desde detrás de una pantalla transparente. Cuando el ratón observador observa que otro animal recibe una descarga, muestra una respuesta de miedo inmediata, como lo muestra su comportamiento de congelación. También se sabe que el ratón observador puede recordar lo que ha experimentado en un momento posterior.

El equipo de CCS-IBS dirigido por el Dr. SHIN Hee-Sup combinó este modelo de observación del miedo con experimentos optogenéticos para explorar el origen de la empatía. En particular, este estudio mostró que los ritmos cerebrales sincronizados en múltiples áreas del cerebro son esenciales para desencadenar la empatía. En particular, la sincronización entre la corteza cingulada anterior (ACC) y la amígdala basolateral (BLA) es exclusiva del miedo empático por la exposición indirecta al sufrimiento de los demás, no del miedo de la experiencia de primera mano.

Primero, demostraron que el circuito recíproco entre ACC-BLA en el hemisferio derecho es esencial para el comportamiento de congelación observado. Cuando se inhibió optogenéticamente el circuito ACC-BLA solo en el hemisferio cerebral derecho, los ratones mostraron una congelación observacional reducida (Figura 1B y 1C). Por otro lado, los ratones no se vieron afectados cuando solo se inhibió el lado izquierdo.

Además, los investigadores registraron un electroencefalograma (EEG) en el ACC y BLA. Como resultado, encontraron que los ritmos cerebrales en el rango de 5 a 7 Hz en los ratones observadores en el momento en que mostraron un comportamiento de congelación empático aumentaron selectivamente en ACC y BLA en el punto de tiempo específico (Figura 2A). Por otro lado, los ratones de demostración que experimentaron el electrochoque de primera mano mostraron un aumento en el rango inferior de 3-5 Hz solo dentro del BLA pero no en el ACC.

dr. Shin explica: «Las oscilaciones neuronales sincrónicas dentro de las redes podrían permitir una mejor comunicación entre múltiples áreas del cerebro para diversas funciones cognitivas y emocionales. Sin embargo, rara vez se ha probado su relación causal”.

Para probar el vínculo causal entre los ritmos de 5-7 Hz y el comportamiento empático, el equipo realizó un experimento llamado «manipulación de circuito cerrado», que usó optogenética para inhibir funciones neuronales específicas y ondas cerebrales monitoreadas usando EEG (Figura 2B). A través del experimento de circuito cerrado, pudieron interrumpir selectivamente los ritmos de 5-7 Hz en el circuito ACC-BLA, lo que a su vez resultó en un deterioro significativo de la congelación inducida por la ansiedad observacional durante las sesiones de acondicionamiento (Figura 2C y 2D). Estos resultados indican que los ritmos de 5 a 7 Hz en el circuito ACC-BLA están causalmente involucrados en el comportamiento empático.

Por lo tanto, los investigadores plantearon la hipótesis de que los ritmos theta del hipocampo (4-12 Hz) podrían sintonizar las actividades sincronizadas dentro del circuito ACC-BLA. Se ha sugerido que el ritmo theta del hipocampo proporciona un marco oscilante que sincroniza actividades entre diferentes áreas del cerebro. Modularon selectivamente la región theta del hipocampo inferior a través de manipulaciones optogenéticas durante la ansiedad observacional (Figura 3A). Tras los cambios en la salida theta en el hipocampo, el ritmo de 5-7 Hz en los circuitos ACC-BLA y las respuestas empáticas se modularon bidireccionalmente (Figura 3B-E).

Este estudio sugiere fuertemente que las oscilaciones sincronizadas de 5-7 Hz dependientes del hipocampo en el ACC-BLA impulsan específicamente respuestas empáticas en ratones.

dr. Hee-Sup Shin señaló: «Dada la universalidad de la ansiedad observada en los mamíferos, es razonable suponer que una firma neural similar, crucial para la empatía afectiva, se puede encontrar en los humanos y podría usarse para diagnosticar trastornos de empatía en personas con trastornos psiquiátricos. identificar déficits sociales severos». Añadió: «Por el momento no sabemos cómo los ritmos theta del hipocampo controlan los ritmos ACC-BLA. Los estudios futuros deberían abordar cómo se movilizan simultáneamente múltiples regiones del cerebro durante la ansiedad observacional”.


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