¡Especial Halloween! Neurobiología del Miedo (Parte II)

¿Preparados para más terror? Esperamos que sí, porque en esta segunda parte de nuestro Especial de Halloween acerca del Miedo, toca hablar de su aspecto más profundo: el origen del miedo en el cerebro.

El estudio de las bases neurales de las emociones humanas es complicado. Las técnicas de visualización de actividad cerebral no invasivas (por ejemplo, electroencefalogramas, tomografía de emisión de positrones, resonancia magnética funcional, entre otras) no aportan suficiente información. Por esto, nuestro conocimiento acerca de la neurobiología de las emociones procede de investigación básica en otros mamíferos, como ratas y ratones.

Estas investigaciones indican que la capacidad de experimentar miedo, así como los cambios corporales (viscerales) y conductuales, surgen de un circuito neural del miedo específico. Esto se demostró mediante experimentos de estimulación eléctrica directa de estructuras concretas, que producían respuestas evocadas (no basadas en estímulos percibidos) de miedo en los sujetos.

Esquema orientativo de localización de las
diferentes estructuras mencionadas

Se piensa que prácticamente todo el cerebro está implicado, pero en especial la siguiente estructura: la amígdala cerebral.  La amígdala forma parte del sistema límbico, y es el centro coordinador que gestiona a las regiones que se ocupan de la expresión somática de la emoción y las áreas encargadas del sentimiento consciente. Aunque este circuito se considera la ruta principal del miedo, es posible que participen varias vías cerebrales alternativas aún por determinar.

Para explicar cómo estímulos sensoriales nos producen reacciones emocionales, vamos a centrarnos en un único tipo: los sonidos. Es sabido por todos que uno de los elementos más aterradores de las películas de terror es la música. Si nunca te habías percatado, te invitamos ver la película que más pesadillas te haya causado sin sonido. Descubrirás que ya no te produce tanto terror, incluso puede que lo veas todo un poco ridículo en ausencia de estímulos auditivos. Es más, la asociación entre una música y el recuerdo del terror es suficiente para evocar la emoción. Te dejamos una selección de bandas sonoras famosas que te pondrán los pelos de punta. 

La información auditiva captada por el oído se transmite a la amígdala desde dos fuentes: de forma rápida, desde el núcleo sensitivo auditivo del tálamo; y de forma indirecta y más lenta, desde la corteza auditiva. En el miedo, la primera vía de entrada desde el tálamo es la más importante, porque puede iniciar respuestas emocionales primitivas, que pueden ser esenciales en situaciones de peligro inmediato. Además, esta información rápida permite preparar a la amígdala para recibir información más elaborada desde la corteza.

Vista lateral de corteza cerebral

Muchas de las respuestas corporales de las emociones son inconscientes y están mediadas por la amígdala a través de sus conexiones con el hipotálamo y el tronco cerebral. Las respuestas viscerales que ponen al cuerpo en estado de “alerta” son involuntarias y están organizadas por sistemas hormonales, controlados por el hipotálamo, y el sistema nervioso autónomo.

La estimulación del hipotálamo inicia una cascada hormonal que induce a la glándula pituitaria a secretar la hormona adrenocorticotropa (ACTH), la cual llega por el torrente sanguíneo hasta a las glándulas suprarrenales, situadas sobre los riñones, que liberan el cortisol. Esta es una hormona que tiene efectos catabólicos en el metabolismo, es decir, que hacen que se produzca energía, aumenta la presión sanguínea y la frecuencia cardiaca, y otros cambios corporales que ayudan al cuerpo a prepararse para responder al estrés producido por el miedo. Además, contribuye a potenciar los efectos del Sistema Nervioso Autónomo Simpático. 

El Sistema Nervioso Autónomo controla los reflejos viscerales, concretamente las vías simpáticas preparan al cuerpo para la típica respuesta lucha o huida ("fight or flight") del estado de alerta. Las glándulas suprarrenales también se encuentran inervadas por nervios simpáticos, que inducen la secreción de adrenalina y noradrenalina (catecolaminas) a la sangre. Estas aumentan la frecuencia cardiaca, la respiración, cortan la digestión, y ponen al cuerpo en tensión, preparado para reaccionar ante el peligro. Es más, las catecolaminas también actúan como neurotransmisores para las sinapsis simpáticas y en el cerebro, comunicando siempre excitación nerviosa. 

Por otro lado, la influencia de la amígdala en el sentimiento consciente está mediada por sus proyecciones hacia zonas corticales, en especial, la corteza prefrontal. Esto permite incorporar el aprendizaje y la experiencia a los aspectos cognitivos de la emoción. Los mecanismos corticales proporcionan un medio a través del cual la memoria y la imaginación, no solo los estímulos externos, pueden provocar emociones. Por ejemplo, a veces ocurre que creemos ver algo aterrador, un monstruo cualquiera, pero cuando nos damos cuenta de que sólo es una sombra, el miedo desaparece.

Nuestro cuerpo y mente son entes altamente complejos que gracias a la ciencia cada vez entendemos un poco mejor. En general, consisten en muchos sistemas, órganos y moléculas que están interrelacionados y coordinados para funcionar y autorregularse. Nuestro objetivo con este especial de Halloween era dar una visión general acerca de una serie de eventos mentales y fisiológicos que tienen lugar cuando tenemos una experiencia tan común como el miedo. En especial, queremos recalcar que el objetivo de las emociones es protegernos y ayudarnos en nuestra interacción con el ambiente.

Quizá esto no sirva de consuelo para aliviar nuestro temor, pero puede que la próxima vez que veas una película de miedo puedas distraerte pensando en todo lo que está ocurriendo en tu interior para que te sientas así. Esperamos que os haya resultado interesante este tema y nos encantaría conocer vuestras opiniones al respecto. 

Bibliografía:

• "Fear, Avoidance, and Phobias. A Fundamental Analysis". Edited by M Ray Denny. ISBN 0-8058-0316-5
• "Principles of Neural Science" (Fourth Edition). Eric R. Kandel, James H. Schwartz, Thomas M. Jessell. Editorial McGraw-Hill. ISBN: 84-486-0311-7
• "Affective neuroscience the foundations of human and animal emotions". Jaak Panksepp, Oxford University Press. 1998. ISBN: 0195096738
• "The Neurobiology of Fear". Ned H. Kalin. Scientific American, 2002.
• "The Neurocircuitry of Remote Cued Fear Memory". Hadley C. Bergstrom. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.neubiorev.2016.09.028
• "The role of basal forebrain cholinergic neurons in fear and extinction memory". Review. Dayan Knox. Neurobiology of Learning and Memory, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.nlm.2016.06.001
• "Prefrontal-amygdala fear networks come into focus". Maithe Arruda-Carvalho and Roger L. Clem. Front. Syst. Neurosci., 30 October 2015. DOI:  http://dx.doi.org/10.3389/fnsys.2015.00145
• "Neural circuits and mechanisms involved in Pavlovian fear conditioning: A critical review". Jeansok J. Kim , Min Whan Jung. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 2006. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2005.06.005
• "Fear conditioning can contribute to behavioral changes observed in a repeated stress model". Robert M. Camp et al. Behavioural Brain Research, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.bbr.2012.05.040

¡Especial Halloween! Neurobiología del Miedo (Parte I)

Octubre es el mes en el que el otoño empieza a hacerse notar y, debido a la influencia cultural anglosajona, viene marcado por la festividad de Halloween. La víspera del Día de Todos los Santos es un tributo a las tradiciones mitológicas/fantásticas más populares, la magia y, especialmente, se ha convertido en un homenaje al Miedo.

Esta es una emoción desagradable que todos hemos sufrido alguna vez, pero siempre ha generado fascinación. ¿Quién no se ha sentido atraído alguna vez por el mundo de lo desconocido o inexplicable? Aunque experimentar emociones como esta sea el pan de cada día, se trata de fenómenos que la ciencia no ha conseguido explicar del todo. Nuestro cerebro sigue siendo un gran desconocido, de donde surge todo lo que somos, pensamos y sentimos.

Si alguna vez te has preguntado cómo y por qué tu cabeza se empeña en hacértelo pasar tan mal cuando ves una película de terror, te invitamos a adentrarte con nosotros en lo más profundo de tu cerebro.

Definir lo que son las emociones es difícil, pero explicado de forma somera, son estados afectivos desencadenados como respuesta a estímulos: externos (procedentes del ambiente) o incluso internos (el pensamiento consciente o la memoria también pueden producirlas). Se expresan por mecanismos fisiológicos, conductuales y neurológicos, que en la experiencia consciente forman sensaciones con significación para el individuo.

El miedo es considerado un mecanismo de defensa que se ha conservado durante la evolución por su éxito como método de protección para los animales frente al peligro. Aunque las adaptaciones del comportamiento ante un estímulo de peligro son muy variadas según la especie, se han podido aislar una serie de cambios comunes en mamíferos. En cuanto a la conducta, suelen observarse las siguientes posibles respuestas: lucha, huida, parálisis, chillidos… Por otro lado, va acompañada de una serie de cambios corporales y viscerales como aumento de la frecuencia cardiaca, la respiración y la tensión muscular, que ayudan a que el individuo escape del peligro o se defienda de un depredador.

Imagen representativa de respuesta 
ante el miedo en mamíferos

Es importante reconocer que el papel funcional e innato del miedo es el mismo independientemente de la especie. Presiones selectivas más recientes pueden haber actuado más sobre los estímulos desencadenantes y respuestas conductuales específicas de especie, y menos sobre los sistemas ejecutivos neurales para la sincronización de estas, que son más antiguos filogenéticamente.

Además, el miedo se puede adquirir rápidamente y de forma duradera frente a diferentes estímulos, permitiendo que los animales respondan adaptativamente a situaciones ambientales nuevas o cambiantes. Aunque la emoción básica esté organizada en circuitos neurales ejecutivos genéticamente determinados, también entra en juego la plasticidad neuronal. Podemos entenderlo como sistemas de memoria que promueven el aprendizaje de las características del estímulo que predice una amenaza. 



Estructura neuronal y conexión entre neuronas (sinapsis)

La memoria del miedo es un tipo único de memoria sobre eventos traumáticos que puede formarse instantáneamente y mantenerse intacta durante toda la vida. Sin embargo, memorias del miedo atenuadas, excesivas o inexactas pueden suponer una dimensión fundamental de los desórdenes regulatorios del miedo, como las fobias o el Desorden de Estrés Post-Traumático (PTSD).

Gran parte de la investigación realizada acerca del aprendizaje y la memoria del miedo se han realizado bajo el modelo Pavloviano de condicionamiento clásico. A continuación, desarrollaremos este mecanismo para explicar cómo se fijan estímulos en relación con el miedo en la memoria.

Para entender mejor esto, relatamos como ejemplo un experimento paradigmático llevado a cabo en 1920 por dos psicólogos llamados Watson y Rayner. Este experimento se conoce como el "caso del Pequeño Albert". Este era un infante de unos 11 meses al que se le expuso a tocar y jugar con una rata blanca, ante la cual, en primera instancia, sólo exhibió curiosidad y no miedo. Entonces, la rata era un estímulo condicionado neutral (EC). Después, mientras Albert acariciaba a la rata, los investigadores le daban con una barra de metal detrás de la cabeza, a modo de estímulo aversivo no condicionado (EI). La reacción del niño era, como respuesta de miedo incondicionada (RI), sorprenderse, caerse hacia delante y llorar. Tras un tiempo determinado repitiendo esto, cuando la rata (EC) se situaba cerca del Pequeño Albert, este la rechazaba y lloraba. Entonces, había desarrollado una respuesta condicionada de miedo (RC) ante un estímulo en principio neutral. Es más, este comportamiento lo generalizaba frente a otros animales blancos y peludos, así como a objetos como peluches. Este mismo fenómeno explica la existencia de miedos irracionales que se dan en trastornos como las fobias o el PTSD.

Si te ha interesado este tema y quieres saber más acerca de las causas del miedo, ¡estás de suerte! Como parte del Especial de Halloween, la próxima entrada continuará tratando acerca de la Neurobiología del Miedo. Mientras que en esta hemos querido incidir en los aspectos conceptuales, evolutivos e históricos del tema, en la siguiente parte ahondaremos en el enfoque más anatómico y fisiológico del origen del miedo en el cerebro. Si, por otra parte, te hemos asustado demasiado, ¡también estás de suerte! Puedes dejarlo aquí. Happy Halloween!

Nota de los autores: “Al relatar un experimento tan cruel como este queremos dejar claro que no hacemos apología de la experimentación con humanos. Simplemente, lo utilizamos como ejemplo para ilustrar un concepto complicado. Las investigaciones modernas sobre condicionamiento del miedo utilizan pequeños mamíferos como ratas, ratones y conejos, como sujetos de experimentación. Como EC neutro se utiliza un tono o una luz, y como EI aversivo un leve shock eléctrico. Además, resaltamos el carácter histórico de estos estudios, que han tenido gran influencia en el desarrollo posterior de la psicología y la ciencia en general. Invitamos a los lectores a comentar sus impresiones”.

Bibliografía:

• "Fear, Avoidance, and Phobias. A Fundamental Analysis". Edited by M Ray Denny. ISBN 0-8058-0316-5
• "Principles of Neural Science (Fourth Edition)". Eric R. Kandel, James H. Schwartz, Thomas M. Jessell. Editorial McGraw-Hill. ISBN: 84-486-0311-7
• "Affective neuroscience the foundations of human and animal emotions". Jaak Panksepp, Oxford University Press. 1998. ISBN: 0195096738
• "The Neurobiology of Fear". Ned H. Kalin. Scientific American, 2002.
• "The Neurocircuitry of Remote Cued Fear Memory". Hadley C. Bergstrom. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.neubiorev.2016.09.028
• "The role of basal forebrain cholinergic neurons in fear and extinction memory". Review. Dayan Knox. Neurobiology of Learning and Memory, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.nlm.2016.06.001
• "Prefrontal-amygdala fear networks come into focus". Maithe Arruda-Carvalho and Roger L. Clem. Front. Syst. Neurosci., 30 October 2015. DOI:  http://dx.doi.org/10.3389/fnsys.2015.00145
• "Neural circuits and mechanisms involved in Pavlovian fear conditioning: A critical review". Jeansok J. Kim , Min Whan Jung. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 2006. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2005.06.005
• "Fear conditioning can contribute to behavioral changes observed in a repeated stress model". Robert M. Camp et al. Behavioural Brain Research, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.bbr.2012.05.040