Un nuevo estudio ha demostrado que reducir la actividad de fondo en el cerebro puede mejorar la atención, identificando el gen Homer1 como clave para desarrollar nuevos tratamientos dirigidos para el TDAH y otros trastornos relacionados.
Los trastornos de atención, como el TDAH, a menudo se describen como una incapacidad para separar la señal del ruido. El cerebro está constantemente inundado de información sensorial, y la capacidad de concentrarse depende de filtrar las distracciones mientras se responde a lo que importa. La mayoría de los tratamientos existentes funcionan estimulando los circuitos cerebrales involucrados en la atención. Ahora, una nueva investigación sugiere que reducir el ruido neuronal de fondo podría ser la clave.
En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad Rockefeller informan que el gen Homer1 juega un papel central en la configuración de la atención al regular la actividad cerebral basal. Los experimentos en ratones mostraron que niveles más bajos de dos versiones específicas del gen se relacionaron con una actividad neuronal más silenciosa y una mejora significativa en la concentración. Estos hallazgos podrían abrir nuevas vías terapéuticas para el TDAH y otras afecciones asociadas con alteraciones sensoriales tempranas, incluido el autismo y la esquizofrenia.
“El gen que encontramos tiene un efecto sorprendente en la atención y es relevante para los humanos”, afirma Priya Rajasethupathy, jefa del Laboratorio de Dinámica Neural y Cognición de la Familia Skoler Horbach en Rockefeller.
Un actor genético inesperado
Homer1 no era un candidato obvio cuando los investigadores comenzaron a explorar la genética de la atención. Aunque el gen es bien conocido por su papel en la neurotransmisión, y muchas de sus proteínas interaccionantes han aparecido en estudios genéticos humanos de trastornos de atención, Homer1 en sí mismo no había sido implicado tan directamente.
Homer1 no era un candidato obvio cuando los investigadores comenzaron a explorar la genética de la atención.
Para abordar esto, el equipo analizó los genomas de casi 200 ratones criados a partir de ocho líneas parentales diversas, incluidas algunas con ascendencia silvestre. Este enfoque fue diseñado para reflejar la diversidad genética observada en los humanos y para revelar efectos genéticos que de otro modo podrían permanecer ocultos.
El análisis reveló que los ratones con el mejor rendimiento en atención tenían niveles mucho más bajos de Homer1 en la corteza prefrontal, una región clave del cerebro para el enfoque y la toma de decisiones. El gen se encontraba dentro de una región genética que explicaba casi el 20 por ciento de la variación en la atención entre los ratones. “Incluso teniendo en cuenta cualquier sobreestimación aquí del tamaño de este efecto, lo cual puede suceder por muchas razones, es un número notable”, dice Rajasethupathy. “La mayoría de las veces, tienes suerte si encuentras un gen que afecte incluso al uno por ciento de un rasgo”.
A quantitative trait locus graph showing that the Homer1 gene region is associated with behavioural divergence in attention. Credit: Rajasethupathy lab/The Rockefeller University.
El momento es importante en el desarrollo cerebral
Una investigación más profunda mostró que el efecto fue impulsado específicamente por dos variantes de empalme del gen, conocidas como Homer1a y Ania3. Los ratones con mejor rendimiento naturalmente tenían niveles más bajos de estas variantes en la corteza prefrontal. Cuando los investigadores redujeron experimentalmente estas variantes durante una ventana estrecha en la adolescencia, los ratones se volvieron más rápidos, más precisos y menos distraíbles en varias pruebas. La misma intervención en la edad adulta no tuvo ningún efecto, lo que destaca un período de desarrollo crítico.
El hallazgo más sorprendente surgió cuando el equipo examinó cómo Homer1 influye en la actividad cerebral.
El hallazgo más sorprendente surgió cuando el equipo examinó cómo Homer1 influye en la actividad cerebral. Reducir el gen aumentó el número de receptores GABA en las neuronas de la corteza prefrontal, fortaleciendo eficazmente los “frenos” inhibitorios del cerebro. Esto produjo un estado basal más silencioso y ráfagas de actividad más precisas cuando aparecieron señales relevantes.
“Estábamos seguros de que los ratones más atentos tendrían más actividad en la corteza prefrontal, no menos”, dice Rajasethupathy. “Pero tenía sentido. La atención, en parte, consiste en bloquear todo lo demás”.
Hacia tratamientos más calmados para el TDAH
Para Gershon, quien vive con TDAH, los hallazgos resonaron a nivel personal. “Es parte de mi historia”, dice, “y una de las inspiraciones para querer aplicar el mapeo genético a la atención”. Fue el primero en el laboratorio en reconocer que la mejora de la concentración provenía de la reducción de la distracción en lugar de la estimulación. “La respiración profunda, la atención plena, la meditación, calmar el sistema nervioso: las personas informan constantemente una mejor concentración después de estas actividades”, dice.
Los medicamentos actuales para el TDAH aumentan las señales excitatorias en el cerebro. Por el contrario, esta investigación apunta hacia una nueva clase potencial de tratamientos diseñados para calmar la actividad neuronal en su lugar. El trabajo futuro explorará cómo Homer1 podría ser atacado terapéuticamente.
“Existe un sitio de empalme en Homer1 que puede ser atacado farmacológicamente, lo que podría ser una forma ideal de ayudar a ajustar la perilla de los niveles de señal a ruido del cerebro”, dice Rajasethupathy. “Esto ofrece un camino tangible para crear un medicamento que tenga un efecto calmante similar al de la meditación”.
