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Most evenings, a bar on your way home is just a bar. Skip lunch, though, and the same sign can suddenly pull you inside. Researchers at Brown University have now traced part of that mechanism in the brain, using the common fruit fly. Their study, published in Current Biology, links hunger to the formation of “reward” memories that play a role in alcohol addiction.
La mayoría de las tardes, un bar en tu camino a casa es solo un bar. Sin embargo, si te saltas el almuerzo, el mismo cartel puede de pronto empujarte a entrar. Investigadores de la Universidad Brown han rastreado ahora una parte de ese mecanismo en el cerebro, utilizando la mosca común de la fruta. Su estudio, publicado en Current Biology, vincula el hambre con la formación de memorias de «recompensa» que desempeñan un papel en la adicción al alcohol.
The fruit fly is a practical model because its brain is sophisticated enough to show complex behaviour, yet small enough to observe neuron by neuron. The team, led at Brown's Carney Institute for Brain Science, first mapped and isolated neurons that respond to hunger. In food-deprived flies, those neurons activated a chemical called octopamine, described by the researchers as the fly version of norepinephrine, the fight-or-flight neurotransmitter in humans. Octopamine is also activated by thirst and pain. Until now, research on reward has focused mainly on molecules such as dopamine, and the authors argue that internal states like hunger, thirst and pain deserve as much attention.
La mosca de la fruta es un modelo práctico porque su cerebro es lo bastante sofisticado como para mostrar un comportamiento complejo, pero lo bastante pequeño como para observarlo neurona por neurona. El equipo, dirigido en el Instituto Carney de Ciencias del Cerebro de Brown, identificó y aisló primero las neuronas que responden al hambre. En las moscas privadas de comida, esas neuronas activaron una sustancia química llamada octopamina, que los investigadores describen como la versión en la mosca de la norepinefrina, el neurotransmisor de la lucha o la huida en los humanos. La octopamina también se activa con la sed y el dolor. Hasta ahora, la investigación sobre la recompensa se había centrado sobre todo en moléculas como la dopamina, y los autores sostienen que los estados internos como el hambre, la sed y el dolor merecen tanta atención como ella.
The key experiment is precise. Silencing or activating a single octopamine neuron, called VUMa3, changed how soon flies found alcohol rewarding and how strongly they preferred it, but only when the flies were hungry. Kaun summarises the finding this way: hunger recruits a new neuron to communicate with the circuits that link cues in the environment to the rewarding feeling of alcohol. Her example is an everyday one. A bar you usually walk past without a second thought can call to you “when you're hungry after skipping lunch,” and the sign that “didn't entice you when you weren't hungry” can trigger a craving.
El experimento clave es preciso. Silenciar o activar una sola neurona de octopamina, llamada VUMa3, cambió la rapidez con la que las moscas encontraban gratificante el alcohol y la intensidad de su preferencia por él, pero solo cuando las moscas tenían hambre. Kaun resume el hallazgo así: el hambre recluta una nueva neurona para comunicarse con los circuitos que vinculan las señales del entorno con la sensación gratificante del alcohol. Su ejemplo es cotidiano. Un bar junto al que normalmente pasas sin pensarlo dos veces puede llamarte «cuando tienes hambre por haberte saltado el almuerzo», y el cartel que «no te tentó cuando no tenías hambre» puede desencadenar un antojo.
The researchers go further, but carefully. Sherer, a postdoctoral researcher and first author of the study, suggests that people who grow up very hungry or very stressed “might have a higher propensity” to develop alcohol addiction. The study itself was carried out in flies, not people, so this remains a hypothesis. The team says the work could bring scientists one step closer to understanding how external stressors such as food insecurity might shape the internal reward systems involved in alcohol and drug addiction.
Los investigadores van más lejos, pero con cautela. Sherer, investigador posdoctoral y primer autor del estudio, sugiere que las personas que crecen muy hambrientas o muy estresadas «podrían tener una mayor propensión» a desarrollar adicción al alcohol. El estudio en sí se realizó en moscas, no en personas, así que esto sigue siendo una hipótesis. El equipo afirma que el trabajo podría acercar a los científicos un paso más a la comprensión de cómo los factores de estrés externos, como la inseguridad alimentaria, podrían moldear los sistemas internos de recompensa implicados en la adicción al alcohol y a las drogas.
For people working on addiction, the gain is a specific target: a single identified neuron and a circuit that only switches on under certain internal conditions. The authors say the insight could inform strategies for treatment and prevention, including preventing relapse. For now, though, these are results in flies, and the study gives no timeline for treatments. The next question is whether comparable circuits exist in humans, and that remains open.
Para quienes investigan la adicción, la ganancia es un objetivo concreto: una neurona identificada y un circuito que solo se activa bajo ciertas condiciones internas. Los autores señalan que el hallazgo podría orientar estrategias de tratamiento y prevención, incluida la prevención de las recaídas. Por ahora, sin embargo, se trata de resultados en moscas, y el estudio no ofrece ningún calendario para los tratamientos. La siguiente pregunta es si existen circuitos comparables en los humanos, y eso sigue abierto.