El cerebro en desarrollo y las huellas de la separación entre madres e hijos: la ciencia del apego temprano

* Este contenido fue producido por expertos del Instituto Weizmann de Ciencias, uno de los centros más importantes del mundo de investigación básica multidisciplinaria en el campo de las ciencias naturales y exactas, situado en la ciudad de Rejovot, Israel.

Las relaciones que formamos como adultos a menudo evocan las que teníamos con nuestros padres. Según la teoría del apego, uno de los marcos más influyentes de la psicología contemporánea, esto no es casualidad: el apego entre un bebé y su cuidador principal moldea sus futuros vínculos sociales. Sin embargo, se sabe poco sobre los mecanismos biológicos que subyacen al apego infantil, principalmente debido a la dificultad de estudiar el cerebro joven en condiciones naturales.

Ahora, científicos del laboratorio del profesor Ofer Yizhar en el Instituto de Ciencias Weizmann han desarrollado un nuevo método de investigación no invasivo que permite silenciar células nerviosas seleccionadas en las profundidades cerebrales de crías de ratón sin alterar su comportamiento natural. Mediante este método, los investigadores estudiaron la función de la oxitocina, una proteína corta liberada por las células nerviosas del cerebro.

Si bien la mayoría de las investigaciones sobre esta se han centrado en adultos, los nuevos hallazgos, publicados en Science, muestran que la oxitocina también influye en el comportamiento social de las crías y podría ser la base de las diferencias emocionales entre machos y hembras que surgen en etapas tempranas de la vida.

Se creía que la oxitocina, a veces llamada la “hormona del amor”, simplemente promovía la sociabilidad en los adultos. Sin embargo, con el tiempo, se hizo evidente que su función es mucho más compleja: en algunas circunstancias, intensifica comportamientos y emociones muy alejados del amor, como la ansiedad o la agresión.

Investigaciones recientes también han demostrado que los cerebros de los mamíferos jóvenes, incluidos los de los niños, son especialmente sensibles a la oxitocina.

En las regiones cerebrales responsables del procesamiento sensorial, la regulación emocional y el comportamiento social, la cantidad de receptores de oxitocina alcanza su punto máximo durante la primera infancia: alrededor de los dos o tres años en humanos y de dos a tres semanas en ratones.

Algunos estudios incluso han vinculado la deficiencia de oxitocina con el autismo infantil. Aun así, sin herramientas lo suficientemente precisas para examinar la actividad neuronal en las profundidades del cerebro en desarrollo, muchos aspectos de la función de la oxitocina en las primeras etapas de la vida siguen siendo un misterio.

Para arrojar luz sobre el tema, un equipo dirigido por el doctor Daniel Zelmanoff, médico-científico del laboratorio de Yizhar, desarrolló una técnica no invasiva para sondear células nerviosas específicas en el cerebro joven. El grupo, pionero en el campo de la optogenética (una tecnología que utiliza la luz para activar o desactivar células individuales), ideó un método en el que las células cerebrales objetivo de crías de ratón se infectan con un virus modificado.

Este virus, por lo demás inofensivo, introduce un gen extraño de origen mosquito que codifica una proteína sensible a la luz; al exponerse a la luz, la proteína “desactiva” la célula nerviosa. De hecho, la proteína es tan sensible a la luz que los investigadores pudieron silenciar células nerviosas seleccionadas en lo profundo del cerebro simplemente proyectando luz roja sobre las cabezas de las crías.

“Este nuevo método nos permite observar el interior del cerebro sin perturbar la vida cotidiana de los cachorros, lo que lo convierte en una herramienta poderosa para estudiar el desarrollo del sistema nervioso”, explica Yizhar. “Es especialmente útil para estudiar la oxitocina, ya que los efectos de esta hormona dependen del contexto social, y nuestro método nos permite desactivar el sistema de oxitocina a demanda, solo durante la situación específica que queremos estudiar”.

Los investigadores se centraron en el papel de la oxitocina durante la separación temporal de una cría de ratón de su madre y su reencuentro unas horas después, una situación familiar para cualquier padre de un niño pequeño. Los científicos observaron un aumento de la actividad de la oxitocina en el cerebro de la cría durante la separación, que volvió a la normalidad tras el reencuentro con la madre.

Las crías con un sistema de oxitocina activo durante la separación se adaptaron gradualmente a la soledad en un entorno desconocido, produciendo menos vocalizaciones ultrasónicas, el equivalente en ratones al llanto de un bebé. Por el contrario, las crías cuyo sistema de oxitocina estaba silenciado no se adaptaron; continuaron emitiendo llamadas de socorro con la misma frecuencia hasta que se reencontraron con sus madres. Estos hallazgos demuestran que la llamada “hormona del amor” también desempeña un papel fundamental para afrontar la soledad.

La teoría del apego sostiene que los niños con un apego seguro a sus padres muestran angustia al separarse de ellos, pero logran calmarse con el tiempo y se sienten libres para explorar su entorno.

“Descubrimos que las crías de ratón necesitan un sistema de oxitocina activo para adaptarse a la separación de sus madres”, afirma Yizhar. “Esto sugiere que el sistema de oxitocina desempeña un papel no solo en el cerebro de los padres, algo ya conocido, sino también en el de la cría. Además, dado que los receptores de oxitocina están presentes en los centros de procesamiento sensorial del cerebro joven, nuestra hipótesis es que esta hormona también ayuda a agudizar los sentidos de la cría cuando está sola".

Los niños no olvidan fácilmente la experiencia de estar separados de sus padres, y esta separación determina su comportamiento al reencontrarse. Por ejemplo, un niño con un apego seguro, separado de sus padres durante unas horas, buscará contacto al reencontrarse y se calmará rápidamente.

Los investigadores descubrieron que la activación del sistema de oxitocina en crías de ratón durante la separación no solo las fortaleció en el momento, sino que también determinó su comportamiento al regreso de sus madres. Estas crías emitieron más llamadas ultrasónicas de lo habitual, y la frecuencia de las llamadas aumentó a medida que se acercaban a sus madres. Utilizando inteligencia artificial, el equipo identificó un patrón vocal distintivo: antes de aferrarse al pezón de la madre, las crías emitían llamadas agudas y frecuentes; después, sus llamadas disminuyeron de tono y de ritmo.

“Activar el sistema de oxitocina durante la separación aumenta la motivación de la cría para recuperar la cercanía con la madre al reencontrarse con ella”, explica Yizhar. “Esto se refleja en la mayor frecuencia y el patrón único de sus llamadas. Ahora entendemos que estas vocalizaciones ultrasónicas son mucho más que un simple llanto: las llamadas agudas y rápidas parecen indicar una solicitud de cercanía, mientras que las llamadas más graves y lentas probablemente expresan una rápida recuperación de la calma y el deseo de mantener el vínculo. Por supuesto, se necesita más investigación para determinar el significado exacto de cada tipo de vocalización”.

En la siguiente etapa, los investigadores exploraron si la función de la oxitocina en las crías difiere entre sexos, al igual que en animales mayores. Descubrieron que las crías hembras con un sistema de oxitocina activo emitían muchas más llamadas ultrasónicas al reunirse con sus madres que las hembras con sistemas de oxitocina silenciados, mientras que las llamadas de los cachorros machos no se veían afectadas por el estado de sus sistemas de oxitocina.

“Esta es la primera diferencia sexual observada en la actividad del sistema de oxitocina en una etapa tan temprana del desarrollo", señala Yizhar. “Podría ofrecer una pista de por qué los machos y las hembras difieren en sus comportamientos sociales y mundos emocionales mucho antes de la pubertad”.

“La mayoría de las funciones conocidas de la oxitocina son comunes a todos los mamíferos”, concluye Yizhar. “Aun así, estudios futuros deben comprobar si la hormona afecta el desarrollo del comportamiento social, la madurez emocional y el apego materno en el cerebro infantil. De ser así, esto podría ayudarnos a comprender mejor qué puede fallar en el desarrollo emocional y social, como en el trastorno del espectro autista, por ejemplo, y cómo intervenir en una etapa temprana”.

Según estudios fundamentales sobre la teoría del apego, entre el 65 y el 70 por ciento de los bebés forman un apego seguro con su cuidador principal; entre el 20 y el 25 por ciento desarrollan un estilo de apego más distante, ansioso-evitativo, y el 10 por ciento desarrollan un estilo de apego ambivalente, marcado tanto por la cercanía como por la ansiedad.

También participaron en el estudio la Dra. Rebecca Bornstein, el Dr. Menachem Kaufman, el Dr. Julien Dine, el Dr. Jonas Wietek, Anna Litvin, Ayelet Atzmon, Ido Porat, Shaked Abraham y Savanna Cohen del Departamento de Ciencias del Cerebro y del Departamento de Neurociencia Molecular del Instituto Weizmann.

El Prof. Ofer Yizhar ocupa la Cátedra de Investigación en Neurociencia de la Fundación Benéfica Joseph y Wolf Lebovic. Su investigación cuenta con el apoyo del Fondo Laura y Anthony Beck y su Familia para la Investigación en Neurociencia Relacionada con Jóvenes en Riesgo. La Cátedra Achar de Investigación en Electrofisiología apoya a un científico del laboratorio del Prof. Yizhar.