Función de la serotonina en el procesamiento de la orientación visual

La serotonina (5-hidroxitriptamina) es un neurotransmisor monoaminérgico que desempeña un papel en el estado de ánimo, la alimentación, el sueño, la excitación y potencialmente el procesamiento de la orientación visual. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} Para investigar su función en la orientación visual, los investigadores han utilizado MDMA , o como se la conoce comúnmente, éxtasis (3,4-metilendioximetanfetamina). ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Se sabe que la MDMA afecta a las neuronas serotoninérgicas en el cerebro y causa neurotoxicidad . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} Se ha planteado la hipótesis de que la serotonina está involucrada en la orientación visual porque las personas que usan MDMA muestran un aumento en la magnitud del efecto posterior de inclinación (TAE). ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 9 ] [ 10 ]} El TAE es una ilusión visual donde la observación de líneas en una dirección, durante un período prolongado de tiempo, produce la percepción de una inclinación en la dirección opuesta a las líneas verticales observadas posteriormente. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 5 ] [ 11 ]} Se propone que este efecto ocurre debido a la inhibición lateral de las neuronas sensibles a la orientación en el lóbulo occipital . ^{[ 4 ] [ 11 ]} La inhibición lateral es donde las neuronas que se activan a una orientación particular envían señales inhibitorias a sus neuronas vecinas. ^{[ 5 ] [ 12 ]} El grado de orientación al que cada neurona se excita al máximo se denomina ancho de banda de sintonización . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 5 ]}La inhibición lateral desempeña, por consiguiente, un papel fundamental en el ancho de banda de sintonización de cada neurona, de modo que si la inhibición lateral deja de producirse, un mayor número de neuronas se estimularán con la misma orientación. ^{[ 3 ]} Esto da como resultado que las neuronas activadas se adapten al mismo estímulo de orientación, si este se observa durante un período de tiempo. En consecuencia, si posteriormente se les muestra a esas neuronas otro estímulo con una orientación ligeramente diferente, ya no podrán alcanzar el mismo nivel de respuesta que otras neuronas no adaptadas. ^{[ 5 ]}

En consecuencia, los estudios han utilizado el TAE para evaluar el grado de inhibición lateral que se produce por el uso de MDMA. Los resultados de estos estudios han encontrado evidencia que respalda el papel que desempeña la serotonina en la orientación visual. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} Esto se evidenció a través de individuos que solo usaban MDMA reportaron una mayor magnitud del TAE en comparación con los controles sin experiencia con drogas. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Esta mayor magnitud mostró que la serotonina juega un papel en la inhibición lateral al tener potencialmente un efecto de refinamiento, lo que significa que las neuronas de orientación se excitan al máximo hacia su orientación preferida y menos hacia otras. ^{[ 2 ]} Esto además proporciona más evidencia de la neurotoxicidad de la MDMA. ^{[ 2 ] [ 4 ]} Esta área de investigación, en general, ha proporcionado información sobre los mecanismos del procesamiento de la orientación visual y el efecto que la neurotoxicidad de la MDMA tiene en este sistema. Esto profundiza la comprensión tanto del papel que tiene la serotonina en el sistema visual como del grado en que la neurotoxicidad de la MDMA afecta al cerebro.

Éxtasis es el nombre callejero que se refiere a la droga recreativa popular que contiene 3,4-metilendioximetanfetamina (MDMA). ^{[ 13 ]} La droga ahora frecuentemente utilizada en la escena rave y de clubes fue sintetizada por primera vez por Merck, una compañía farmacéutica alemana que estaba investigando el desarrollo de nuevos medicamentos a principios de la década de 1900. ^{[ 14 ]} Desde su desarrollo, ha pasado por varias fases, desde ser utilizada controvertidamente como ayuda terapéutica en la década de 1970, hasta ser prohibida en la década de 1980 después de que la Administración para el Control de Drogas concluyera que era adictiva. ^{[ 6 ] [ 13 ] [ 14 ]} Sin embargo, durante y después de la década de 1970, la MDMA se convirtió en una droga recreativa popular debido a que produce sentimientos de euforia, empatía, cercanía social, alucinaciones leves y estimulación. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 13 ] [ 14 ]} El uso popularizado del fármaco entre el público general ha generado posteriormente preocupación, ya que estudios en animales y humanos han demostrado que tiene la capacidad de causar neurotoxicidad en el cerebro. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 8 ] [ 15 ] [ 16 ]}

La MDMA pertenece a la familia de las anfetaminas y produce sus efectos positivos al alterar los niveles de los neurotransmisores serotonina, dopamina y norepinefrina en el cerebro. ^{[ 2 ] [ 6 ] [ 13 ] [ 14 ]} A medida que la droga comienza a hacer efecto, el cerebro se inunda de serotonina, la cual puede agotarse en un plazo de 3 a 6 horas después de su consumo. ^{[ 14 ]} También se ha demostrado que una enzima necesaria para sintetizar la serotonina se desactiva, inhibiendo así la reposición de la serotonina utilizada por el cerebro. ^{[ 14 ]} Debido a los cambios que experimenta el cerebro durante y después del consumo de MDMA, se han observado diversas consecuencias. Estas incluyen deterioro de la memoria, ansiedad, paranoia, cambios de humor y depresión. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Esto ha generado mayor preocupación sobre hasta qué punto la MDMA puede dañar y alterar la química cerebral y qué significa esto para sus usuarios. ^{[ 4 ]}

Investigaciones recientes sobre la MDMA han revelado el efecto neurotóxico de la droga en las neuronas serotoninérgicas del cerebro. ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} Se han observado cambios a largo plazo y potencialmente permanentes en los axones serotoninérgicos en estudios con animales y primates a los que se les administraron dosis de MDMA similares a las que toman algunos usuarios humanos. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 8 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} Posteriormente, la MDMA se ha utilizado para investigar el papel que la serotonina puede desempeñar en el procesamiento de la orientación visual. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Se cree que las neuronas serotoninérgicas residen en el lóbulo occipital, que es un área del cerebro responsable del procesamiento visual de la orientación de líneas, bordes, movimiento y percepción de profundidad estereoscópica . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 5 ]} Debido a que se sabe que la MDMA afecta a la serotonina y se cree que la serotonina está involucrada en la visión, las personas que toman MDMA pueden presentar diferencias en su procesamiento de orientación visual. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

La relación entre el efecto de la MDMA y el papel de la serotonina en el procesamiento de la orientación visual se ha investigado a partir de un estudio previo realizado en la década de 1990 por Maisini, Antonietti y Moja (1990). ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 5 ]} Su experimento consistió en que los sujetos ingirieran una mezcla que redujo significativamente los niveles de serotonina cerebral. ^{[ 17 ]} Esta reducción de serotonina resultó en un aumento de la magnitud del TAE en esos sujetos. ^{[ 18 ]} Este estudio se ha utilizado desde entonces como base para la idea de que la neurotoxicidad de la MDMA, debido a su efecto en las neuronas serotoninérgicas, podría influir en la magnitud del TAE en individuos que consumen MDMA. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

Los hallazgos actuales sobre la alteración del procesamiento de la orientación visual por el uso de MDMA provienen de la investigación de White, Brown y Edwards (2013). ^{[ 2 ]} Su estudio buscó extender los resultados encontrados en investigaciones previas, como Maisini et al. (1990), ^{[ 18 ]} e investigar cómo la MDMA afecta el procesamiento visual en el lóbulo occipital. Los participantes del estudio se dividieron en tres grupos: usuarios de éxtasis que se abstuvieron de anfetaminas, usuarios de éxtasis que también usaron anfetaminas y participantes de control sin experiencia con drogas. ^{[ 2 ]} Se incluyeron usuarios de éxtasis que también usaron anfetaminas, ya que los resultados de estudios previos han indicado que el uso concurrente de anfetaminas puede mediar los efectos de la MDMA en las neuronas de orientación. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

Los resultados del estudio indicaron que el grupo de éxtasis abstinente de anfetaminas mostró un ancho de banda de sintonización más amplio que los controles. ^{[ 2 ]} Esto demuestra que el uso de MDMA produce cambios en el funcionamiento serotoninérgico, ya que interrumpe la inhibición lateral entre las neuronas sensibles a la orientación. Esta interrupción hace que las neuronas se activen a un rango más amplio de orientaciones distintas de su orientación preferida. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Este hallazgo, por lo tanto, apoya la idea de que la serotonina juega un papel en el agudización de los anchos de banda de sintonización de las neuronas de orientación. ^{[ 2 ]} En general, los resultados apoyan la idea de que "el agotamiento de serotonina mediado por MDMA puede conducir a anchos de banda de sintonización de orientación más amplios" ^{[ 2 ]} pág.  163. Sin embargo, los autores continúan diciendo que, aunque hay déficits en ciertas tareas, la magnitud de estos déficits requiere una mayor investigación. ^{[ 2 ]}

Un estudio de Brown, Edwards, McKone y Ward (2007), ^{[ 3 ]} investigó adicionalmente el efecto de la MDMA en las neuronas serotoninérgicas. Su investigación también se derivó de Masini et al. (1990). ^{[ 18 ]} Estaban interesados ​​en el papel de la serotonina en la inhibición lateral de las neuronas sensibles a la orientación y cómo el uso de MDMA puede cambiar este sistema y producir anchos de banda de sintonización más amplios. ^{[ 3 ]} El estudio consistió en dos grupos, usuarios de éxtasis y controles, a quienes se les mostraron breves exhibiciones de la ilusión TAE. ^{[ 3 ]} Los resultados del estudio respaldan la idea de que el daño a la serotonina debido al uso de MDMA causa una disminución de la inhibición lateral entre las neuronas sensibles a la orientación en el lóbulo occipital. ^{[ 3 ]} Esto se demostró cuando el grupo de éxtasis mostró un mayor aumento en la magnitud de la ilusión TAE en comparación con los controles. ^{[ 3 ]} Los autores afirmaron que tal vez "la serotonina está involucrada en la medida en que la sensibilidad de las neuronas se reduce durante la adaptación" ^{[ 3 ]} p.  445. Podría ser que la disminución de la sensibilidad de las neuronas de orientación post-adaptación se vea aún más atenuada por la disminución del funcionamiento serotoninérgico, lo que aumenta la magnitud del TAE. Su investigación respalda la idea de que el consumo de MDMA afecta la inhibición lateral y que la serotonina desempeña un papel en el procesamiento de la orientación visual. ^{[ 3 ]}