MADRID, 22 Dic. (EUROPA PRESS) -
Los astrocitos del cerebro hacen que la memoria sea flexible. Según una nueva investigación, publicada en la revista 'Biological Psychiatry', estas células del hipocampo co-liberan D-serina y glutamato para la regulación de la plasticidad sináptica y la flexibilidad cognitiva.
Como vivimos en un entorno que cambia dinámicamente, es importante que nuestro cerebro no sólo aprenda cosas nuevas, sino que también modifique los recuerdos existentes. A esto se le llama comúnmente "flexibilidad cognitiva". Sin esta capacidad, no seríamos capaces de adaptarnos a un entorno alterado y seríamos vulnerables a tomar decisiones erróneas por confiar sólo en los recuerdos del pasado.
Investigadores del Centro de Cognición y Socialidad del Instituto de Ciencias Básicas (IBS) de Daejeon (Corea del Sur), dirigidos por el investigador C. Justin Lee, han descubierto que los astrocitos, unas células con forma de estrella en el cerebro, regulan la flexibilidad cognitiva.
En concreto, han hallado que la capacidad de los astrocitos para regular e integrar simultáneamente la plasticidad sináptica de las sinapsis cercanas es importante para facilitar la flexibilidad cognitiva.
Se cree que la menor flexibilidad cognitiva en trastornos cerebrales como el autismo, la esquizofrenia y las primeras fases de la enfermedad de Alzheimer se debe a la reducción de la función de los receptores de N-metil-D-aspartato (NMDAR).
Aunque los NMDARs son receptores importantes para la plasticidad sináptica y son activados por una serie de agonistas y co-agonistas, la fuente de uno de los co-agonistas, la D-serina, ha sido controvertida. Mediante la regulación genética específica de los astrocitos, los investigadores demostraron que éstos pueden sintetizar D-serina y liberarla a través del canal activado por el calcio denominado Best1.
En combinación con el conocimiento previo de que los astrocitos pueden liberar glutamato a través de Best1, la liberación conjunta de D-serina y glutamato indica que los astrocitos son reguladores ideales de la actividad de los NMDAR y la plasticidad sináptica.
En particular, los investigadores demostraron que la depresión heterosináptica a largo plazo (LTD), un fenómeno en el que las sinapsis inactivas se debilitan cuando las sinapsis cercanas se activan, está mediada por los astrocitos y es fundamental para la flexibilidad cognitiva.
"Dado que cada astrocito está en contacto con más de 100.000 sinapsis, los astrocitos pueden controlar numerosas sinapsis e integrar la plasticidad sináptica de forma simultánea", afirma KOH Wuhyun, primer autor de este estudio.
En el informe, estudiaron el modelo de ratón Best1 knockout (Best1 KO) que carece de LTD heterosináptica debido a la reducción del tono de los NMDAR. En el experimento del laberinto acuático de Morris, en el que los ratones tratan de encontrar una plataforma oculta, los ratones Best1 KO obtuvieron resultados similares a los de tipo salvaje en la sesión inicial de aprendizaje. Sin embargo, cuando la plataforma se reubicó en el lado opuesto, los ratones Best1 KO mostraron problemas en la modificación de la memoria.
Curiosamente, cuando se mejoró el tono NMDAR en los ratones Best1 KO mediante la inyección de D-serina durante el periodo inicial de aprendizaje, su problema de modificación de la memoria se restableció en el experimento posterior.
Este descubrimiento demuestra que la flexibilidad de la memoria está determinada desde el momento del aprendizaje inicial, lo que difiere de la teoría propuesta anteriormente de que la plasticidad sináptica sólo se produce cuando es necesario modificar la memoria.
Además, los investigadores descubrieron que la norepinefrina y su receptor alfa1-AR pueden activar los astrocitos y provocar la liberación conjunta de D-serina y glutamato. Esto implica que la flexibilidad de la memoria puede estar determinada por el grado de concentración y excitación durante el periodo de aprendizaje.
Justin Lee apunta que "los estudios anteriores se han centrado sobre todo en los cambios de las sinapsis específicas a los estímulos. El descubrimiento de este fenómeno en el que los cambios en una sinapsis pueden inducir cambios en las sinapsis cercanas durante el aprendizaje demuestra que averiguar lo que ocurre en las demás sinapsis es importante para comprender el mecanismo de aprendizaje y formación de la memoria".
"Se espera que este estudio aporte valiosas ideas sobre cómo aliviar o tratar los síntomas del autismo, la esquizofrenia y la demencia temprana, que se sabe que reducen la flexibilidad cognitiva", asegura.
