Los humanos y otras especies animales pueden experimentar diversos tipos de dolor a lo largo de su vida, con intensidad, molestias y origen variables. Diversos estudios neurocientíficos han explorado las bases neuronales del dolor; sin embargo, los procesos que sustentan la capacidad de distinguir los diferentes tipos de dolor físico aún no se comprenden por completo.

En la mayoría de los vertebrados, se sabe que las sensaciones dolorosas surgen del sistema nervioso, que incluye el cerebro, una intrincada red de nervios y la médula espinal. Si bien la contribución del cerebro a la codificación y el procesamiento del dolor se ha explorado ampliamente en el pasado, el papel de los circuitos neuronales de la médula espinal en la diferenciación del dolor físico sigue sin estar claro.

Investigadores del Instituto Karolinska, la Universidad de Uppsala y otros institutos llevaron a cabo recientemente un estudio destinado a comprender mejor cómo las redes de células nerviosas en la médula espinal de ratones adultos contribuyen a la codificación del dolor originado por la exposición al calor y el dolor mecánico, que es causado por fuerzas físicas aplicadas (por ejemplo, pellizcos, cortes, etc.).

Sus hallazgos, publicados en Nature Neuroscience, sugieren que en ratones, el dolor mecánico y relacionado con el calor están codificados por diferentes conjuntos neuronales (es decir, grupos de neuronas) en la médula espinal.

«Aún se desconoce cómo los circuitos neuronales espinales atribuyen las diferencias en la calidad de la información nociva», escribieron Ming-Dong Zhang, Jussi Kupari y sus colegas en su artículo.

«Mediante la captura genética, la manipulación de la actividad y la secuenciación de ARN unicelular, identificamos conjuntos neuronales distintos en la médula espinal de ratones adultos que codifican el dolor mecánico y el dolor por calor», indicaron.

Zhang, Kupari y sus colegas realizaron una serie de experimentos en ratones adultos, empleando diversas técnicas genéticas, como la captura genética y la secuenciación de ARN unicelular.

Estas técnicas les permitieron etiquetar poblaciones neuronales específicas en la médula espinal del ratón según su actividad, a la vez que activaban o silenciaban selectivamente estos grupos de neuronas.

Curiosamente, los investigadores descubrieron que al reactivar o silenciar diferentes conjuntos neuronales, los animales se comportaban de forma distinta. Cuando se reactivaban los conjuntos neuronales, los ratones se comportaban de maneras que sugerían que experimentaban dolor, por ejemplo, temblando, levantando y lamiéndose las patas. Al silenciar las neuronas, cesaban estos comportamientos.

Los resultados obtenidos por Zhang, Kupari y sus colaboradores también destacaron el papel crucial de las neuronas inhibidoras Gal⁺ en la discriminación del dolor. Estas neuronas contribuyen a la supresión de las señales relacionadas con el dolor mediante la producción del neuropéptido galanina (Gal).

«Dentro de los conjuntos, las neuronas inhibidoras polimodales Gal + con contactos monosinápticos con neuronas sensoriales de fibra A regulaban la transmisión del dolor independientemente de la modalidad», escribieron Zhang, Kupari y sus colegas.

La lesión del nervio periférico provocó una inflamación inferida impulsada por la microglía y una transición de conjunto con una disminución del reclutamiento de neuronas inhibidoras Gal⁺ y un aumento del impulso excitatorio. La activación forzada de las neuronas Gal⁺ revirtió la hipersensibilidad asociada con la neuropatía.

Este estudio reciente ofrece información nueva y valiosa sobre la contribución de los conjuntos neuronales de la médula espinal de ratones a la codificación del dolor de origen térmico y mecánico. Si se demuestra que también se aplican a los humanos, estos hallazgos podrían contribuir al desarrollo de nuevos medicamentos e intervenciones terapéuticas para el alivio del dolor. Además, podrían inspirar nuevas investigaciones que examinen el papel de la médula espinal en la diferenciación del dolor.

«Nuestros resultados revelan la existencia de una representación espinal que forma la base neuronal de las cualidades discriminativas y defensivas del dolor agudo, y estas neuronas están bajo el control de una inhibición de propagación compartida», escribieron Zhang, Kupari y sus colegas.