El año pasado, en Ardem Patapoutian tatuaje. Un artista dibuja una cinta enredada en su brazo derecho, que representa una proteína llamada piezo. Dr. Patapoutian, neurocientífico de Scripps Research en San Diego descubierto Piezo en 2010, y en 2021 ganó el Premio Nobel por el trabajo. Tres años después, decidió conmemorar la proteína con tinta.
Piezo, descubrió el Dr. Patapoutian, permite que las terminaciones nerviosas de la piel sientan la presión, lo que ayuda a crear el sentido del tacto. “Sentir la aguja fue surrealista porque grababa la proteína piezoeléctrica que estaba usando para sentir”, recuerda.
El Dr. Patapoutian ya no estudia cómo el piezo nos informa sobre el mundo exterior. En cambio, se volvió hacia adentro para examinar el flujo de señales que viajan desde el cuerpo al cerebro. Una parte de su investigación Nuevos esfuerzos importantes Mapear este sexto sentido interno, conocido como interocepción.
Los científicos están descubriendo que la interocepción proporciona al cerebro una imagen notablemente rica de lo que sucede en todo el cuerpo, una imagen que en su mayor parte está oculta a nuestra conciencia. Este sentido interno da forma a nuestras emociones, nuestro comportamiento, nuestras decisiones e incluso la forma en que nos sentimos cuando enfermamos. Y una cantidad cada vez mayor de investigaciones sugiere que mucho estado mentalTodo, desde los trastornos de ansiedad hasta la depresión, puede deberse a errores en la percepción de nuestro entorno interno.
Algún día tal vez sea posible tratar esas afecciones restaurando la sabiduría interior de una persona. Pero primero, dijo el Dr. Patapoutian, los científicos necesitan una comprensión firme de cómo funciona la interocepción. “Damos por sentado nuestros cuerpos”, dijo.
“Absolutamente irresistible”
Todo el mundo tiene una conciencia rudimentaria de la interocepción, ya sea la sensación de que el corazón se acelera, la vejiga se llena o un aleteo de mariposas en el estómago. Y los neurocientíficos han reconocido desde hace mucho tiempo que la interocepción es una función del sistema nervioso. El Dr. Charles Sherrington, neurocientífico ganador del Premio Nobel, propuso por primera vez la existencia de “Interceptador“En 1906.
Pero el Dr. Sherrington creía que estos interoceptores proporcionaban sólo una pequeña señal al cerebro. Creía que gran parte de la actividad del cerebro implicaba producir el sentido del tacto y otros sentidos que transmitían información de nuestro entorno: “todo un flujo de asociaciones diversas que fluyen perpetuamente sobre él desde el mundo exterior”, escribió.
El Dr. Sherrington cometió este error en parte porque no vio cuán estrechamente están conectados entre sí nuestros órganos y nervios. Ahora hay científicos poderosa herramienta Para estudios de interceptación. “En los últimos cinco años, se han resuelto enigmas fundamentales que han existido durante casi 100 años”, dijo David Linden, neurocientífico de la Universidad Johns Hopkins.
Para estudiar Piezo dentro del cuerpo, por ejemplo, el Dr. Patapoutian y sus colegas insertaron un virus diseñado en un órgano de ratón; Los virus ingresan a las terminaciones nerviosas que penetran en los órganos e iluminan las neuronas. Una inspección más cercana revela que las terminaciones nerviosas utilizan proteínas piezoeléctricas para detectar cambios de presión en muchos órganos.
“La sensación de presión está en todas partes del cuerpo”, dice el Dr. Patapoutian.
Por ejemplo, en la aorta, las proteínas piezoeléctricas detectan la presión arterial. En los pulmones registran cada respiración. Sienten cuando la vejiga está distendida cuando está llena de orina.
Pertenece a muchas terminaciones nerviosas repletas de piezo nervio vagoUn cable de 100.000 neuronas que inerva muchos órganos. El nervio vago detecta el estrés, pero también tiene receptores que registran otros cambios, como cambios de temperatura y acidez. En el intestino, el nervio vago detecta las moléculas de azúcar y grasa en los alimentos que comemos. Incluso nutrientes específicoscomo el zinc. Puede poner de los nervios a algunos Experimente los microbios que viven en nuestro intestino.Seguimiento del ascenso y caída de su población.
Otros canales también inundan el cerebro con señales interoceptivas. en la garganta, arteria carótida Hay un parche de células sensibles a los niveles de oxígeno, dióxido de carbono y otras moléculas. Estas lecturas se transmiten a otros nervios que llegan al cráneo. El cerebro monitorea la sangre directamente a través de pequeñas ventanas en su revestimiento.
Estas señales fluyen hacia el tronco del encéfalo y desde allí se propagan a otras áreas del cerebro para su interpretación. Los estudios de escaneo cerebral sugieren que esta red Tarareando constantementeLa mayoría están más allá de nuestra conciencia. Luego, nuestro cerebro usa la información para crear un flujo constante de ajustes en nuestro cuerpo. “El cerebro se guía constantemente por estas señales internas”, afirma Diego Bohrquez, neurocientífico de la Universidad de Duke.
Cuando respiramos, la proteína piezoeléctrica detecta la expansión de nuestros pulmones. El cerebro responde impidiendo que la respiración estire demasiado el delicado revestimiento de los pulmones. Si el nervio vago detecta un veneno en nuestro intestino, puede enviar una señal al cerebro que rápidamente nos hace vomitar. En un momento dado, el cerebro está tamizando e integrando señales de todos los rincones internos del cuerpo. Cómo lo hace y qué hace con esa información sigue siendo en gran medida un misterio.
“Es realmente abrumador y nuestra comprensión en este momento es muy pobre”, dijo el Dr. Linden.
Enfermarte
Pero recientemente se han logrado avances en al menos un rompecabezas: Cómo la interocepción nos hace sentir mal.
“Cuando te sientes mal, pierdes energía, pierdes el apetito, no te sientes bien y dices: ‘Oh, es un bicho desagradable lo que me está enfermando'”, dice Catherine Dulac, neurocientífica de Harvard que estudia las enfermedades. “Y resulta que no, es el cerebro el que te hace eso”.
Mientras esto sucede, el cerebro monitorea constantemente el cuerpo en busca de signos de infección. Cuando un patógeno golpea ciertas terminaciones del nervio vago, envía señales al cerebro. Otras terminaciones nerviosas reconocen las señales de alarma que las células inmunitarias se envían entre sí.
Luego, el cerebro crea representaciones mentales de tales infecciones y las utiliza para la prevención. Puede elevar la temperatura corporal, lo que permite que las células inmunitarias combatan los gérmenes de manera más eficaz. Puede pausar el ciclo de sueño-vigilia, manteniéndote en cama para conservar energía. Incluso puede enviar señales que alteren el ataque del sistema inmunológico contra los patógenos; en este caso, mejoran el ataque. es brida Allí, para reducir los daños colaterales.
El cerebro a veces responde a la enfermedad suprimiendo el apetito. El apetito eventualmente regresa, pero esto conlleva el riesgo de sobrecargar repentinamente el cuerpo con proteínas, que pueden convertirse en amoníaco tóxico en el torrente sanguíneo.
En Un estudio recienteSin embargo, investigadores de Yale descubrieron que la interocepción ayudó a los ratones a evitar el envenenamiento. Cuando una rata se recupera de una infección, las células intestinales pueden detectar ciertos aminoácidos y reducir el apetito del animal.
Pero el cerebro hace más que simplemente reaccionar a la interocepción: aprende De este significado interno y luego predice lo que mejora nuestra supervivencia. “No sólo quieres saber cuándo te quedarás sin oxígeno, sino que quieres saber cuándo te quedarás sin oxígeno”, dice Camilla Nord, neurocientífica de la Universidad de Cambridge. “Quieres tener un conocimiento futuro”.
Cuando comes algo nuevo, por ejemplo, las células sensoriales de tu intestino le dicen a tu cerebro si el alimento es una buena fuente de nutrientes. Esa información puede pide un deseo Más sobre esto en el futuro. De manera similar, las señales internas de enfermedad le enseñan al cerebro a anticipar una enfermedad que aún no ha comenzado. Solo ver a una persona enferma Puede ser suficiente para inducir al cerebro del espectador a estimular el sistema inmunológico.
Por muy importante que sea la interocepción para nuestra supervivencia, el Dr. Nord y otros investigadores sospechan que también es responsable de muchos trastornos. Si el cerebro malinterpreta las señales del cuerpo, o si esas señales en sí mismas son defectuosas, el cerebro puede enviar órdenes que pueden causar daño.
Cada vez más, los investigadores creen que algunas enfermedades mentales pueden considerarse trastornos de la interocepción. Los medicamentos para bajar de peso como Ozempic ya indican lo poderoso que puede ser este tipo de tratamiento. Estos medicamentos, conocidos como GLP-1, imitan las señales que el intestino envía al cerebro cuando come, reduciendo así el apetito.
Además de imitar las señales del cuerpo, el tratamiento de un trastorno de interocepción puede hacer que diferentes áreas del cerebro interpreten las señales de manera diferente. Dr. Nord y sus colegas encontró Las personas con una variedad de trastornos mentales, incluido el trastorno bipolar, la ansiedad, la depresión mayor, la anorexia y la esquizofrenia, comparten una actividad anormal en la ínsula media del cerebro, que es esencial para interpretar las señales del cuerpo. El Dr. Nord y sus colegas están realizando actualmente un ensayo en el que envían ondas de ultrasonido de baja frecuencia a la ínsula media de pacientes psiquiátricos, para ver si se puede obligar a esta región a responder a la interocepción de una manera saludable.
Pero el Dr. Patapoutian advierte que la interocepción será difícil de utilizar hasta que se comprenda mejor. Él y sus colegas de Scripps Research esperan sentar las bases para dicho progreso mediante la creación de un atlas de interocepción en todo el cuerpo. En un descubrimiento reciente, lo encontraron La grasa está infiltrada por terminaciones nerviosas. Esa sensación de presión con las proteínas piezoeléctricas.
“Aparentemente es importante allí, pero todavía no sabemos qué detecta”, dijo el Dr. Patapoutian. “¿Es que cuando la grasa aumenta, se espesa y ejerce más presión sobre los nervios? ¿Es que, cuando la grasa aumenta, hay más flujo sanguíneo y eso es lo que se siente? Simplemente no sabemos la respuesta”.
El Dr. Patapotian espera que su atlas de interocepción ayude a los científicos a comprender con mayor firmeza lo que nuestros nervios detectan, no sólo en nuestra grasa, sino en todo nuestro cuerpo.
“En muchos, muchos de estos órganos, no tenemos idea de qué hacen ni cómo lo hacen”, dijo.
