El interruptor del comportamiento en el cerebro de los ratones

Los científicos han descubierto en ratones un grupo singular de neuronas que funciona como un interruptor biológico y activa o desactiva diferencias de comportamiento entre los sexos. Este grupo está siempre activo en las hembras, pero permanece «dormido» en los machos adultos hasta que se aparean. El hallazgo ayuda a entender cómo las etapas sociales y reproductivas de la vida dejan una huella física en el cerebro. El estudio se ha publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Los organismos masculinos y femeninos difieren en anatomía y hormonas; a esto se le llama dimorfismo sexual. En el cerebro, sin embargo, esas diferencias suelen ser menos evidentes. La mayoría de las diferencias entre cerebros masculinos y femeninos se manifiestan como variaciones graduales, sin un «sí» o «no» rotundo. Las diferencias verdaderamente binarias son muy poco frecuentes.

Las investigadoras Tamar Licht y Dan Rokni, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, quisieron averiguar si existen diferencias absolutas en la actividad neuronal. Se centraron en la amígdala medial, una región cerebral que procesa emociones y señales sociales y controla el comportamiento reproductivo. Esta estructura reúne señales olfativas y de otros sentidos para ayudar al animal a reaccionar adecuadamente ante un rival o una posible pareja.

Para rastrear las células activas, los científicos utilizaron genes que se activan justo después de que una neurona «dispara». Estos genes funcionan como marcadores y muestran qué células han participado recientemente en la transmisión de señales.

El equipo aplicó un método de marcaje genético: cuando los ratones recibían un fármaco especial, todas las neuronas activas en ese momento se teñían de rojo brillante. Así pudieron observar al microscopio, semanas después, qué células habían estado activas.

En la amígdala medial de las hembras apareció un grupo compacto y redondeado de células luminosas. Lo llamaron DIMPLE porque, en los cortes, recordaba a los «hoyuelos» de la cara. Estaba presente en todas las hembras. No aparecía en casi un centenar de machos adultos vírgenes. La diferencia era inequívocamente binaria.

La doctora Licht señaló que la mayoría de las diferencias sexuales en el cerebro son sutiles, pero que en este caso todo estaba clarísimo: un grupo de neuronas funciona como un interruptor biológico que refleja el sexo y la situación social.

Los científicos comprobaron si el efecto se mantenía sin hormonas sexuales en adultos. Tras extirpar los ovarios a las hembras y los testículos a los machos, los grupos no cambiaron: DIMPLE seguía activo en las hembras y ausente en los machos. Por tanto, las hormonas de los animales adultos no mantienen la diferencia.

En los adolescentes la situación era distinta: el grupo funcionaba igual en machos y hembras jóvenes. La actividad desaparecía en los machos solo después de madurar y separarse de su familia, lo que apunta a la influencia del entorno social.

A continuación, los investigadores comprobaron si podían volver a «encender» el grupo en machos adultos. Tras un único apareamiento, el grupo se activó. Los olores y la interacción visual no producían el mismo efecto: hacía falta el apareamiento físico.

Si dejaban al macho con una hembra embarazada, el grupo seguía activo. Si lo separaban de ella unos días después, volvía a «apagarse». El grupo responde a la situación social del momento.

Como el apareamiento provoca una liberación brusca de determinadas hormonas, los científicos sospecharon que intervenía la prolactina, una hormona relacionada con el comportamiento parental. En los machos, la prolactina aumenta de forma natural después del apareamiento. Una inyección de prolactina activó DIMPLE incluso en machos vírgenes.

Sin embargo, los intentos de apagar el grupo bloqueando la prolactina no dieron resultado. Puede que la hormona no descendiera lo suficiente o que también intervengan otras señales químicas.

Los científicos creen que el grupo podría ayudar a los machos adultos a dejar de atacar a las crías: los machos suelen mostrarse agresivos con las crías, pero después del apareamiento se vuelven protectores. La actividad de DIMPLE coincide con esa transición. Poner a prueba la hipótesis es difícil: el grupo está situado a gran profundidad y carece de marcadores moleculares.

El hallazgo muestra cómo la experiencia social puede reconfigurar el cerebro de los machos y abre la puerta a investigar cómo se adaptan los animales a las distintas etapas de la vida. Los autores del estudio son Tamar Licht, Adan Akarieh, Aya Dhamshy, Amit Zeisel, Osnat Ophir y Dan Rokni.