Las conductas motivadas son aquellas que realizan los animales en respuesta a un incentivo externo o interno y que generan estados afectivos positivos, placenteros, lo que asegura que se repitan en el futuro, para una descripción detallada ver (Ventura-Aquino et al., 2018). La conducta sexual y el uso de la rueda de ejercicio son dos conductas motivadas que despliegan los animales y aunque no son necesarias para la supervivencia, ambas inducen estados placenteros (Vargas-Perez et al., 2008, Ventura-Aquino et al., 2018).
En el proyecto PAPIIT IN2 03518 establecimos una nueva línea de investigación para estudiar los circuitos neuronales que controlan conductas motivadas como son la conducta sexual y la rueda de ejercicio utilizando la resonancia magnética inducida por incrementos de manganeso (MEMRI). En ese proyecto pudimos determinar que efectivamente se activan las mismas estructuras descritas por otras técnicas. Además, a diferencia de otras técnicas, demostramos que la activación de las estructuras aumenta tanto en machos como en hembras conforme van adquiriendo experiencia sexual. Aún más, demostramos que el circuito neuronal que controla la conducta sexual se activa antes y con mayor intensidad que el circuito de recompensa.
Basados en trabajos previos que se derivan de proyectos apoyados por DGAPA (IN201796; IN228199; IN204206; IN213609; IN200512; IN210215; IN203518) hemos demostrado que cuando los machos y las hembras regulan la cópula (controlan el intervalo de estimulación que reciben durante la conducta sexual) se produce un estado afectivo positivo o placentero evaluado por el condicionamiento de preferencia del lugar (CPL) que esta mediado por opioides, revisión en (Paredes, 2014). Resultados similares se han descrito en el uso de la rueda de ejercicio, donde los roedores desarrollan CPL por el uso de la rueda que se bloquea por la administración del antagonista opioide naloxona (Vargas-Perez et al., 2008). También hemos demostrado que la copula regulada aumenta el número de neuronas nuevas que llegan a diferentes capas de los bulbos olfatorios, sugiriendo que la cualidad de la estimulación produce cambios plásticos permanentes que pudieran estar asociados a los opioides que se liberan durante la conducta sexual (Bedos et al., 2018). El uso de la rueda de ejercicio induce también mayor cantidad de nuevas neuronas en el hipocampo de ratones (van Praag et al., 1999) y ratas (Persson et al., 2004).
En el presente proyecto utilizaremos otra técnica de resonancia magnética, imagenología por resonancia magnética sensible a la difusión del agua (dMRI, por sus siglas en inglés) que permite evaluar cambios en conectividad y características de la microestructura de los tractos neuronales. Así, en el primer objetivo determinaremos si existen cambios en la conectividad y en los tractos neuronales por dMRI en ratas macho y hembra, después de regular la conducta sexual. El segundo objetivo de la presente propuesta evaluará cambios en la conectividad y en los tractos neuronales por dMRI en ratas macho y en hembra después del uso de la rueda de ejercicio. En el tercer objetivo pretendemos evaluar si los cambios plásticos observados por dMRI, se correlacionan con proceso plásticos como la neurogénesis, y/o modificaciones de biomarcadores de cambios estructurales sinápticos como la sinaptofisina y GAP-43
Nuestro grupo tiene amplia experiencia en el estudio de la conducta sexual y el uso de la rueda de ejercicio. El instituto cuenta con el Laboratorio Nacional de Imagenología por Resonancia Magnética que está constituido por 2 resonadores de 3 teslas (1 General Electric y otro Philips) y un resonador para animales de 7 teslas (Brucker). Además, contamos con el personal especializado para la captura, análisis e interpretación de las imágenes. En el proyecto colaborarán los Drs. Sarael Alcauter quien es experto en resonancia magnética funcional y el Dr. Luis Concha, experto en dMRI. Ambos colaborarán en el diseño de los experimentos, en el análisis e interpretación de las imágenes y en la elaboración de los artículos derivados del proyecto.
En el proyecto anterior de PAPIIT (IN203518) evaluamos los circuitos neuronales involucrados en dos conductas motivadas, la conducta sexual y el uso de la rueda de ejercicio Para ello utilizamos la técnica de MEMRI que básicamente nos permite identificar las estructuras y circuitos que se activan después de desplegar una conducta motivada. En el presente proyecto evaluaremos con otra técnica de resonancia magnética, imagenología por tensor de difusión (dMRI), cambios en conectividad y en los tractos neuronales en sujetos que despliegan conducta sexual o usan la rueda de ejercicio por un periodo de 10 semanas. Mediante un proyecto aprobado por PAPIIT (IN213609) demostramos que solamente cuando las hembras y los machos regulan los contactos copulatorios aumenta el número de células y neuronas nuevas que llegan al bulbo olfatorio. Por lo que los machos y hembras en el presente proyecto regularán los contactos copulatorios. En otro proyecto apoyado por PAPIIT (IN210215) demostramos que el aumento en el número de células en el BO que se observa en las hembras después de regular los contactos copulatorios se bloquea con la administración del agonista opioide naloxona. También hemos demostrado que la copula regulada aumenta el número de neuronas nuevas que llegan a diferentes capas de los bulbos olfatorios, sugiriendo que la cualidad de la estimulación produce cambios plásticos permanentes que pudieran estar asociados a los opioides que se liberan durante la conducta sexual (Bedos et al., 2018, Portillo et al., 2019). El uso de la rueda de ejercicio induce también mayor cantidad de nuevas neuronas en el hipocampo de ratones (van Praag et al., 1999) y ratas (Persson et al., 2004). En resumen, ambas conductas inducen estados afectivos positivos, placenteros, que están mediados por opioides y también inducen la formación de nuevas neuronas, en el caso de la conducta sexual en el bulbo olfatorio y en el caso de la rueda de ejercicio en el hipocampo. Estos antecedentes sugieren que ambas conductas motivadas inducen cambios plásticos permanentes. Así, también evaluaremos si los cambios plásticos observados por RM se correlacionan con proceso plásticos como la neurogénesis, y/o modificaciones de biomarcadores de cambios estructurales sinápticos. Podremos comprobar si las conductas motivadas inducen cambios macro y microestructurales lo que indicaría que estas conductas inducen cambios plásticos a varios niveles.
En este proyecto participarán al menos 3 grupos de investigación del INB, el Dr. Sarael Alcauter con amplia experiencia en resonancia magnética y el Dr. Luis Concha, experto en dMRI. Deberemos publicar al menos 4 artículos en revistas especializadas internacionales. Además de presentaciones en congresos nacionales e internacionales. El proyecto servirá también para formar recursos humanos de alto nivel. Esperamos que al menos 2 alumnos de maestría y 2 de doctorado se gradúen desarrollando diferentes partes del proyecto.