¿Por qué puedes recordar el nombre de tu mejor amigo de la infancia, al que no ves desde hace años, pero olvidas fácilmente el nombre de una persona que acabas de conocer hace un momento?
En otras palabras, ¿por qué algunos recuerdos son estables durante décadas, mientras que otros se desvanecen en cuestión de minutos?
Utilizando modelos de ratón, los investigadores de Caltech han determinado que los recuerdos fuertes y estables son codificados por "equipos" de neuronas que se activan de forma sincronizada, lo que proporciona una redundancia que permite que estos recuerdos persistan en el tiempo. La investigación tiene implicaciones para comprender cómo puede verse afectada la memoria tras sufrir daños cerebrales, como los provocados por accidentes cerebrovasculares o la enfermedad de Alzheimer.
El trabajo se realizó en el laboratorio de Carlos Lois, profesor investigador de Biología, y se describe en un artículo que aparece en la edición del 23 de agosto de la revista Science. Lois es también miembro afiliado del Instituto de Neurociencia Tianqiao y Chrissy Chen de Caltech.
Dirigido por el investigador postdoctoral Walter González, el equipo desarrolló una prueba para examinar la actividad neuronal de los ratones cuando aprenden y recuerdan un lugar nuevo. En la prueba, se colocaba a un ratón en un recinto recto, de unos 1,5 metros de largo y paredes blancas.
Las paredes estaban marcadas con símbolos únicos, por ejemplo, un signo más cerca del extremo derecho y una barra inclinada cerca del centro. Se colocó agua azucarada (una golosina para los ratones) en cada extremo de la pista. Mientras el ratón exploraba, los investigadores midieron la actividad de neuronas específicas del hipocampo del ratón (la región del cerebro donde se forman los nuevos recuerdos) que se sabe que codifican lugares.
Cuando un animal se colocaba inicialmente en la pista, no sabía qué hacer y deambulaba a izquierda y derecha hasta que se encontraba con el agua azucarada. En estos casos, se activaban neuronas individuales cuando el ratón se fijaba en un símbolo de la pared. Pero a lo largo de múltiples experiencias con la pista, el ratón se familiarizó con ella y recordó la ubicación del azúcar. A medida que el ratón se familiarizaba, más y más neuronas se activaban en sincronía al ver cada símbolo en la pared. Esencialmente, el ratón reconocía dónde se encontraba con respecto a cada símbolo único.
Para estudiar cómo se desvanecen los recuerdos con el tiempo, los investigadores retiraron a los ratones de la pista durante 20 días. Al volver a la pista tras esta pausa, los ratones que habían formado recuerdos sólidos codificados por un mayor número de neuronas recordaban la tarea rápidamente. Aunque algunas neuronas mostraban una actividad diferente, la memoria del ratón sobre la pista era claramente identificable cuando se analizaba la actividad de grandes grupos de neuronas. En otras palabras, el uso de grupos de neuronas permite al cerebro tener redundancia y seguir recordando incluso si algunas de las neuronas originales se silencian o resultan dañadas.
explica González: "Imagina que tienes una historia larga y complicada que contar. Para conservarla, podrías contársela a cinco de tus amigos y, de vez en cuando, reunirte con todos ellos para volver a contarla y ayudaros mutuamente a rellenar los huecos que alguno haya olvidado. Además, cada vez que volvieras a contar la historia, podrías traer a nuevos amigos para que aprendieran y, por lo tanto, ayudaran a conservarla y a fortalecer la memoria. De forma análoga, tus propias neuronas se ayudan mutuamente a codificar recuerdos que persistirán en el tiempo".
La memoria es tan fundamental para el comportamiento humano que cualquier deterioro de la memoria puede afectar gravemente a nuestra vida cotidiana. La pérdida de memoria que se produce como parte del envejecimiento normal puede suponer una importante desventaja para las personas mayores. Además, la pérdida de memoria causada por varias enfermedades, entre las que destaca el Alzheimer, tiene consecuencias devastadoras que pueden interferir en las rutinas más básicas, como reconocer a los familiares o recordar el camino de vuelta a casa. Este trabajo sugiere que los recuerdos podrían desvanecerse más rápidamente a medida que envejecemos porque la memoria es codificada por menos neuronas, y si alguna de estas neuronas falla, el recuerdo se pierde. El estudio sugiere que algún día el diseño de tratamientos que puedan potenciar el reclutamiento de un mayor número de neuronas para codificar un recuerdo podría ayudar a prevenir la pérdida de memoria.
"Durante años se ha sabido que cuanto más se practica una acción, más posibilidades hay de recordarla más tarde", dice Lois. "Ahora pensamos que esto es probable, porque cuanto más se practica una acción, mayor es el número de neuronas que codifican la acción". Las teorías convencionales sobre el almacenamiento de la memoria postulan que para hacerla más estable es necesario reforzar las conexiones con una neurona individual. Nuestros resultados sugieren que aumentar el número de neuronas que codifican el mismo recuerdo permite que éste persista durante más tiempo."
El documento se titula "Persistencia de las representaciones neuronales a través del tiempo y el daño en el hipocampo". Además de González y Lois, son coautoras la estudiante Hanwen Zhang y la antigua técnica de laboratorio Anna Harutyunyan. La financiación ha corrido a cargo de la Asociación Americana del Corazón, la Fundación Della Martin, el Fondo Burroughs Wellcome y una subvención de la Iniciativa BRAIN del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares.
Fuente: caltech.edu
Presentado por Fomat Medical
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