MADRID, 31 Oct. (EUROPA PRESS) -
Según un nuevo estudio dirigido por investigadores de NYU Langone Health (Estados Unidos), los circuitos cerebrales recientemente descifrados hacen que los recuerdos sean más estables como parte del aprendizaje.
El estudio, publicado en 'Science', muestra que la actividad en las vías de señalización que conectan dos regiones cerebrales, la corteza entorrinal y la región CA3 del hipocampo, ayuda a los ratones a codificar en los circuitos cerebrales mapas de lugares.
Estudios previos han demostrado que el circuito entorrinal/hipocampal es crucial tanto para la formación de la memoria como para su recuperación mediante la compleción de patrones a partir de claves parciales. Para una recuperación fiable, es necesario que los mapas espaciales del hipocampo se mantengan estables, resistiendo en cierta medida los cambios en el entorno.
Los problemas con los cálculos neuronales en la región CA3 pueden provocar síntomas similares a los de la esquizofrenia o el trastorno de estrés postraumático, según los autores del estudio, donde la estabilidad y la precisión de los recuerdos fallan. En estos casos, el estallido de un globo en una fiesta podría desencadenar una respuesta de parálisis por miedo, ya que el cerebro de un soldado recordaría erróneamente una explosión.
"Nuestro estudio, al centrarse en la estabilidad de las representaciones del hipocampo, llena un vacío sustancial en la comprensión de cómo las entradas de largo alcance controlan los circuitos neuronales esenciales para la recuperación de la memoria", dijo la autora principal del estudio, Jayeeta Basu, profesora asistente en los departamentos de Psiquiatría y Neurociencia de NYU Langone Health.
"Una mejor comprensión de los circuitos que sustentan los mapas de lugares puede guiar el diseño futuro de tratamientos más precisos para afecciones que afectan la memoria", agrega Basu, miembro del profesorado del Instituto de Neurociencia Traslacional de NYU Langone Health y reciente ganador del Premio Presidencial a la Trayectoria Profesional Temprana para Científicos e Ingenieros.
El nuevo estudio gira en torno a unas células cerebrales llamadas neuronas, que se "disparan" -o generan cambios rápidos en el equilibrio de sus cargas positivas y negativas- para transmitir señales eléctricas que coordinan pensamientos y recuerdos.
Cuando una carga eléctrica llega al extremo de las prolongaciones de una neurona, desencadena la liberación de neurotransmisores que se desplazan a través del espacio entre una célula y la siguiente. Al otro lado, se unen a proteínas que, según su naturaleza, estimulan (excitan) o inhiben la activación de la neurona adyacente, explican los investigadores.
Esta combinación de excitación e inhibición logra un equilibrio que transforma el ruido en pensamientos, un equilibrio que se mantiene cuando el cerebro no está aprendiendo (en estado de reposo). Sin embargo, durante el aprendizaje, los aumentos en la excitación codifican nuevos recuerdos, y los patrones de actividad de las neuronas determinan la especificidad de los recuerdos que representan. La reactivación de estas neuronas según un patrón establecido evoca un recuerdo específico y produce la conducta relacionada; por ejemplo, un ratón aprende dónde se encuentran las recompensas de agua azucarada en un laberinto y en otro.
El presente estudio se centra en las neuronas con largas prolongaciones que coordinan la actividad entre regiones cerebrales distantes. Se sabe poco sobre cómo las señales celulares de largo alcance influyen en los circuitos locales a medida que el cerebro equilibra patrones estables (de lo que ya se conoce) con nuevos datos (sobre experiencias en constante cambio) para formar recuerdos.
El equipo de investigación determinó que dos tipos de extensiones de largo alcance desde la corteza entorrinal lateral hasta la región CA3 envían señales simultáneamente para estabilizar la actividad de las redes neuronales de aprendizaje. Específicamente, se observó que las extensiones glutamatérgicas excitatorias de largo alcance (LECGLU) y las GABAérgicas inhibitorias (LECGABA) incrementan la actividad de conjuntos de neuronas interconectadas para favorecer el aprendizaje.
Los autores del estudio examinaron las interacciones entre las aferencias de largo alcance de la LEC y los circuitos CA3 a nivel de célula individual. Se observó que el LECGLU induce excitación en CA3, pero también una inhibición anterógrada que modula la actividad neuronal, mientras que el LECGABA suprime esta inhibición local para desinhibir (estimular) la actividad de CA3. Esta acción combinada favorece la estabilidad en CA3 al desencadenar actividad recurrente en ciertos circuitos, codificando así recuerdos de lugares.
"Este trabajo analizó el mecanismo mediante el cual el cerebro aumenta la excitación de las células cerebrales para prestar mayor atención a cierta información sensorial, reduciendo la inhibición en microcircuitos clave", apuntan los autores. De esta forma, el equipo detalló un mecanismo de circuito que ajusta con precisión el diálogo entre excitación, inhibición y desinhibición para la formación de la memoria dependiente del contexto y la estabilidad del mapa espacial.
