Identifican un circuito cerebral necesario para la formación de la memoria

Cerebro
PIXABAY/ELISARIVA
Publicado 11/04/2017 7:11:09CET

   MADRID, 11 Abr. (EUROPA PRESS) -

   Cuando visitamos a un amigo o vamos a la playa, nuestro cerebro almacena un recuerdo a corto plazo de la experiencia en una parte del cerebro llamada hipocampo y, más tarde, esos recuerdos se "consolidan", es decir, se transfieren a otra parte del cerebro para el almacenamiento a largo plazo.

   Un nuevo estudio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) sobre los circuitos neuronales que subyacen a este proceso revela que los recuerdos se forman de manera simultánea en el hipocampo y el lugar de almacenamiento a largo plazo de la corteza del cerebro. Sin embargo, los recuerdos a largo plazo permanecen "silenciosos" durante aproximadamente dos semanas antes de alcanzar un estado maduro.

   "Este y otros hallazgos de este documento proporcionan un mecanismo del circuito completo para la consolidación de la memoria -explica el autor principal de la investigación, Susumu Tonegawa, profesor de Biología y Neurociencia y director del Centro de Genética de los Circuitos Neurales en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria de RIKEN-MIT.

   Los hallazgos, que se detallan en un artículo sobre el trabajo que se publica este jueves en 'Science', pueden forzar una revisión de los modelos dominantes de cómo ocurre la consolidación de la memoria, según los investigadores. Los autores principales del trabajo son el científico de investigación Takashi Kitamura, la postdoctora Sachie Ogawa y el estudiante de posgrado Dheeraj Roy.

   A partir de la década de 1950, los estudios del famoso paciente amnésico Henry Molaison, conocido entonces como Patient H.M., revelaron que el hipocampo es esencial para formar nuevos recuerdos a largo plazo. Molaison, cuyo hipocampo fue dañado durante una operación destinada a ayudar a controlar sus convulsiones epilépticas, ya no era capaz de almacenar nuevos recuerdos después de la cirugía, pero todavía podía acceder a algunos recuerdos que se habían formado antes de la intervención.

   Esto sugiere que los recuerdos episódicos a largo plazo (recuerdos de eventos específicos) se almacenan fuera del hipocampo. Los científicos creen que estos recuerdos se almacenan en el neocórtex, la parte del cerebro también responsable de funciones cognitivas como la atención y la planificación.

   Los neurocientíficos han desarrollado dos modelos principales para describir cómo se transfieren los recuerdos de la memoria a corto y largo plazo. El primero, conocido como modelo estándar, propone que las memorias de corto plazo se forman y almacenan inicialmente en el hipocampo solamente, antes de ser gradualmente transferidas al almacenamiento a largo plazo en el neocórtex y desaparecer del hipocampo.

REVISAR LAS TEORÍAS DE CONSOLIDACIÓN DE RECUERDOS

   Un modelo más reciente, el modelo de múltiples huellas, sugiere que las huellas de recuerdos episódicos permanecen en el hipocampo y que estos rastros pueden almacenar detalles del recuerdo, mientras que los contornos más generales se almacenan en el neocórtex.

   Hasta hace poco, no había una buena forma de probar estas teorías y la mayoría de los estudios anteriores sobre la memoria se basaban en analizar cómo el daño a ciertas áreas del cerebro afecta a los recuerdos. Sin embargo, en 2012, el laboratorio de Tonegawa desarrolló una forma de etiquetar las células llamadas células engramáticas, las cuales contienen recuerdos específicos.

   Esto permite a los investigadores rastrear los circuitos involucrados en el almacenamiento y la recuperación de la memoria, además de que se puede reactivar artificialmente los recuerdos mediante la optogenética, una técnica que activa o desactiva las células objetivo mediante la luz.

   En el nuevo estudio de 'Science', los investigadores utilizaron este acercamiento para etiquetar las células de memoria en ratones durante un acontecimiento del condicionamiento del miedo, es decir, una descarga eléctrica suave administrada cuando el ratón está en una cámara particular.

   Luego, podrían usar la luz para reactivar artificialmente estas células de memoria en diferentes momentos y ver si esa reactivación provoca una respuesta conductual de los ratones (quedarse paralizados). Los investigadores también pudieron determinar qué células de memoria estaban activas cuando los ratones fueron colocados en la cámara donde se produjo el condicionamiento del miedo, lo que les llevó a recordar la memoria naturalmente.

   Los investigadores etiquetaron células de memoria en tres partes del cerebro: el hipocampo, la corteza prefrontal y la amígdala basolateral, que almacena las asociaciones emocionales de las memorias. Apenas un día después del evento de condicionamiento del miedo, descubrieron que los recuerdos del evento estaban siendo almacenados en células de engrama tanto en el hipocampo como en la corteza prefrontal.

   Sin embargo, las células de engrama en la corteza prefrontal estaban "silenciosas", podrían estimular el comportamiento de congelación cuando se activaban artificialmente por la luz, pero no se activaron durante el recuerdo de la memoria natural. "Ya la corteza prefrontal contenía la información específica de la memoria -señala--. Esto es contrario a la teoría estándar de la consolidación de la memoria, que dice que los recuerdos se transfieren gradualmente. El recuerdo ya está allí".

   Durante las dos semanas siguientes, las células de memoria silenciosas en la corteza prefrontal fueron gradualmente madurado, como se refleja en los cambios en su anatomía y fisiológicos, hasta que se hicieron necesarias para que los animales recordaran naturalmente el evento. Al final del mismo periodo, las células de engrama del hipocampo se callaron y ya no eran necesarias para el recuerdo natural, pero las huellas del recuerdo se mantuvieron: la reactivación de las células con luz aún provocó la congelación de los animales.

   En la amígdala basolateral, una vez que se formaron las memorias, las células engramáticas se mantuvieron sin cambios a lo largo del experimento. Las células, que son necesarias para evocar las emociones vinculadas con recuerdos particulares, se comunican con las células de engrama tanto en el hipocampo como en la corteza prefrontal.

   Los hallazgos sugieren que las teorías tradicionales de consolidación pueden no ser exactas, porque los recuerdos se forman rápida y simultáneamente. La corteza prefrontal y el hipocampo en el día del entrenamiento "Se forman en paralelo, pero luego van de diferentes maneras a partir de ahí. La corteza prefrontal se vuelve más fuerte y el hipocampo se vuelve más débil", dice Morrissey.

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