Los psicobiólogos, como no podía ser de otro modo, asumimos que los animales con los que experimentamos, al no hablar, no pueden manifestar su estado interoceptivo, es decir, no pueden decirnos si algo les duele, si están incómodos o si tienen hambre o sed. Pero intuimos esos y otros posibles estados endógenos por su comportamiento o por análisis bioquímicos de su organismo. Así, la cantidad de comida que una rata ingiere o su nivel de glucosa en sangre nos pueden dar una idea del hambre que puede tener, pero esa rata, como las personas, puede comer también sin hambre, por motivación incentiva no homeostática.

La investigación actual sobre los mecanismos cerebrales del hambre nos muestra una extraordinaria complicación neurológica centrada en el suelo del diencéfalo, particularmente en los núcleos arqueado, paraventricular y lateral del hipotálamo. El arqueado contiene dos tipos de neuronas, las AGRP, que activan una vía neuronal supuestamente generadora del sentimiento interoceptivo de hambre y las POMC, que activan otra diferente supuestamente generadora del sentimiento interoceptivo de saciedad. Activando o inhibiendo las neuronas de estos núcleos, diferentes hormonas periféricas pueden activar el hambre (grelina) o la saciedad (leptina e insulina). Pero no todo acaba en el núcleo arqueado, pues para producir saciedad las neuronas POMC sintetizan y liberan melanocortina una hormona que activa las neuronas del vecino hipotálamo paraventricular Y, además, las neuronas AGRP activan también a otras del hipotálamo lateral, que, a su vez, activan al sistema mesolímbico dopaminérgico, lo que aumenta la motivación y el placer de comer, algo que se ha comprobado especialmente en ratones, ya que la estimulación optogenética de esas neuronas hace que se acerquen al lugar donde está la comida y coman. Sin embargo, otras neuronas del hipotálamo lateral parecen tener un efecto contrario, pues cuando son estimuladas suprimen la ingesta.

Un conocimiento más preciso del estado interoceptivo de los animales podría facilitar el avance de la investigación, por lo que Justin Siemian y otros neurocientíficos de varios centros de investigación en Baltimore y Providence en EEUU han probado un nuevo e ingenioso paradigma en el que entrenaron a los ratones a discriminar entre periodos de ayuno y de saciedad para poder descubrir neuronas de los circuitos del hambre específicamente implicadas en cada uno de esos estados. Su trabajo acaba de ser publicado en Cell Press, Current Biology (doi: 10.1016/j.cub.2021.06.048. Epub 2021 Jul 16). En él, los ratones aprendieron a asociar y presionar dos diferentes palancas, una para obtener comida cuando llevaban 22 hora sin comer (estado de ayuno) y otra cuando llevaban solo una hora sin hacerlo (estado de saciedad). Así, según la palanca que presionaban, los investigadores deducían si los animales tenían hambre o se sentían saciados, una simple pero ingeniosa manera de saberlo.

Después, cuando los ratones ya lo habían aprendido y con ello indicaban su estado interoceptivo, los investigadores inhibieron (quimiogenéticamente) o activaron (optogenéticamente) las neuronas AGPR del núcleo arqueado o las gabaérgicas y glutamatérgicas del hipotálamo lateral mientras los ratones, en ayuno o saciados, ejecutaban la conducta de presionar la palanca correspondiente.

Los resultados mostraron que la activación de las neuronas AGRP del núcleo arqueado en ratones saciados les hizo presionar la palanca asociada al ayuno, mientras que su inactivación en ratones en ayuno no alteró su conducta. De ello, los investigadores dedujeron que las neuronas AGPR parecen suficientes para mantener un estado interno de hambre incluso en ratones saciados, pero no lo son para mantener ese estado cuando los ratones están en ayuno. Por otro lado, la activación de las neuronas gabaérgicas del hipotálamo lateral en ratones saciados no cambió su conducta de presionar la palanca, pero su inhibición también en ratones saciados disminuyó la conducta de presionar la palanca asociada al ayuno. Ello les hizo pensar que en el estado saciado las neuronas gabaérgicas no son suficientes para evocar el hambre, pero si suficientes para mantener ese estado interno. En contraste, la activación de las neuronas glutamatérgicas del HL disminuyeron la respuesta de presionar la palanca asociada al ayuno, pero, la inhibición de esas neuronas en ratones saciados no tuvo efecto. Su conclusión fue que las neuronas glutamatérgicas fueron suficientes, pero no necesarias para el estado interoceptivo de saciedad.

Como conclusión general del conjunto de experimentos realizados Siemian y sus colaboradores asumieron que las neuronas AGPR del núcleo arqueado promueven el estado interoceptivo de hambre, mientras que las gabaérgicas y glutamatérgicas del hipotálamo lateral son las que regulan los estados internos de saciedad. No es mucho más de lo que ya sabíamos, pero, gracias al paradigma experimental utilizado, este nuevo trabajo nos permite indagar en estados internos del animal sobre los que los investigadores siempre trabajamos bajo suposiciones.

Para saber más: Morgado, I (2019) Deseo y placer: La ciencia de las motivaciones (Ariel)

Ignacio Morgado Bernal
Ignacio Morgado Bernal

Catedrático de Psicobiología en el Instituto de Neurociencia y la Facultad de Psicología de la Universidad Autónoma de Barcelona.

Sobre este blog

Este blog trata de cómo el cerebro crea y gobierna los procesos mentales que hacen posible el conocimiento y la inteligencia en animales y humanos. Quién soy, qué es la consciencia, cómo percibimos el mundo, por qué olvidamos, emoción versus razón, autoconsciencia en animales, son ejemplos de los temas que trataremos en el mismo.

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