Publicado 17/02/2020 7:46:39 +01:00CET

Un nuevo estudio refuerza el papel de la mielina en el almacenamiento de la memoria a largo plazo

La mielina es una cubierta grasosa que aisla y protege muchas fibras nerviosas.
La mielina es una cubierta grasosa que aisla y protege muchas fibras nerviosas. - MAX PLANCK INSTITUTE FOR HUMAN COGNITIVE AND BRAIN

MADRID, 17 Feb. (EUROPA PRESS) -

Científicos de la Universidad de California en San Francisco han probado el papel de la mielina, un material protector de las células nerviosas, en el almacenamiento de la memoria a largo plazo, según publican en la revista 'Nature Neuroscience'.

Concretamente, los investigadores han descubierto que los ratones aprenden rápidamente una respuesta temerosa a una situación percibida como amenazante, pero para que una respuesta tan condicionada se vuelva duradera se requieren células cerebrales para aumentar las cantidades de un material aislante llamado mielina, que puede servir para reforzar y estabilizar las conexiones neurales recién formadas.

Según los investigadores de la UCSF, la investigación continua sobre este papel de la mielina en el aprendizaje ya que podría algún día conducir a nuevos tratamientos para las afecciones como el trastorno de estrés postraumático (TEPT), en el que los recuerdos intrusivos no deseados se recuperan continuamente porque están fuertemente codificados en el cerebro.

"Encontramos que una experiencia única y breve de aprendizaje del miedo puede causar cambios a largo plazo en la mielinización y los cambios neurofisiológicos asociados dentro del cerebro que pueden detectarse incluso un mes después", señala el autor del estudio Mazen Kheirbek, profesor asistente en el Departamento de Psiquiatría y miembro del Instituto UCSF Weill de Neurociencias.

"Investigar el papel de la nueva formación de mielina en el aprendizaje adaptativo y desadaptativo es una oportunidad importante tanto para comprender los mecanismos básicos del aprendizaje y la memoria, como para identificar nuevos objetivos para el tratamiento de los trastornos del estado de ánimo y la ansiedad", señala.

Kheirbek, cuya investigación en UCSF se centra en los circuitos neuronales que generan comportamientos relacionados con el estado de ánimo y la ansiedad, supervisó conjuntamente el estudio con Jonah Chan, miembro del Instituto Weill y profesor en el Departamento de Neurología, cuya investigación el foco está en cómo el cerebro crea mielina y por qué se descompone en la esclerosis múltiple (EM).

La mielina se forma durante el desarrollo temprano por las células cerebrales llamadas oligodendrocitos, que se envuelven cientos de veces alrededor de los axones ramificados que emanan de ciertas neuronas clave. Esto forma una capa gruesa de proteínas y grasas que actúa como un aislante alrededor de un cable eléctrico, fortaleciendo y acelerando la señalización eléctrica en las vías nerviosas que conectan una neurona con la siguiente.

Este aislamiento es particularmente importante para las autopistas de información más ocupadas del cerebro, como las fibras nerviosas de alta velocidad que pueden extenderse tres pies o más, dando a su cerebro un control casi instantáneo sobre los músculos de su cuerpo.

El daño a esta mielina y una pérdida asociada de control muscular son características de la EM, pero se ha prestado relativamente poca atención a la posibilidad de que la mielina también pueda sufrir cambios dinámicos en el cerebro adulto sano.

Sin embargo, en los últimos años, los científicos han descubierto una nueva mielinización que se forma dentro del cerebro durante el aprendizaje a largo plazo, específicamente en el aprendizaje motor (ratones que aprenden a correr sobre ruedas complejas, por ejemplo) y en el aprendizaje espacial (ratones que aprenden a encontrar el camino de regreso a una ubicación particular dentro de un laberinto).

Los científicos han sabido durante décadas que el aprendizaje depende inicialmente de la capacidad del cerebro para reconectarse formando nuevas conexiones entre las neuronas. Estos nuevos estudios representan una evidencia creciente de que la capacidad de la mielina para reforzar y mantener estas nuevas conexiones puede determinar qué hace que ciertos recuerdos se mantengan.

El nuevo estudio lleva estos hallazgos un paso más allá, mostrando que los cambios en la mielina juegan un papel fundamental no solo en los movimientos físicos de los animales, sino también en el establecimiento de recuerdos emocionales duraderos.

Cuando los ratones reciben una descarga eléctrica leve del pie en una cámara de acondicionamiento con varias señales contextuales, aprenden rápidamente a asociar la descarga con este contexto específico: cuando luego regresan a la misma cámara, se quedan parado, incluso en ausencia de la descarga. Esto se interpreta como una expresión conductual del miedo recordado.

En su nuevo estudio, los investigadores de la UCSF determinaron que la adquisición de un recuerdo de un choque en el pie de esta manera estaba acompañado por una mayor formación de mielina en la corteza prefrontal medial, una región del cerebro importante para la formación de recuerdos a largo plazo.

Para probar si esta nueva mielina era necesaria para que los animales aprendieran, los investigadores repitieron el experimento con ratones genéticamente modificados para no poder formar nueva mielina. Estos ratones inicialmente se paralizaron en la cámara de acondicionamiento, pero a diferencia de los ratones normales, su miedo pareció desvanecerse después de aproximadamente un mes.

Así, concluyeron que la nueva formación de mielina no es necesaria para el aprendizaje inicial, sino que juega un papel específico en la consolidación y mantenimiento de recuerdos de miedo duraderos.

Debido a que la mielina actúa para aumentar la velocidad y la eficiencia de las señales que pasan a lo largo de los axones, los cambios en la mielinización pueden influir en los patrones importantes de señalización eléctrica dentro de las redes neuronales.

En su nuevo estudio, los investigadores descubrieron que perder la capacidad de formar nueva mielina produce cambios a largo plazo en la actividad de las neuronas en la corteza prefrontal del ratón.

Simon Pan, estudiante graduado en el programa de doctorado / doctorado de la UCSF y primer autor del estudio, señala que se trata de "un avance significativo en nuestra comprensión de cómo el cerebro se remodela en respuesta a una experiencia de aprendizaje. Una propiedad cardinal de la mielina es su estabilidad, que la posiciona de manera única para soportar recuerdos duraderos, incluso de por vida, en humanos, ratones y otros animales".

En un experimento, los investigadores de la UCSF descubrieron que los ratones tratados por primera vez con el fumarato de clemastina antihistamínico, una posible terapia para la EM identificada por Chan en 2014 que funciona al aumentar la producción de mielina, mostraron un recuerdo inusualmente robusto a largo plazo de la memoria de miedo condicionada.

Los coautores del estudio señalaron que la resonancia magnética (MRI) de los veteranos de guerra con TEPT sugiere que han aumentado el contenido de mielina en el hipocampo del cerebro, una región asociada con experiencias consolidadas, transfiriéndolas de la memoria a corto y largo plazo.

"Esto plantea la posibilidad de que la mielinización anormal pueda estar implicada en la fisiopatología del TEPT --apunta Kheirbek--. Las intensas respuestas al miedo observadas en los pacientes con TEPT pueden ser comparables con el aumento de las respuestas al miedo exhibidas por los ratones tratados con clemastina con mayor mielinización".

"La plasticidad de la mielina podría ser beneficiosa para el aprendizaje experto, como tocar un piano o recordar lugares, pero también perjudicial si conduce a respuestas de miedo persistentes y sobregeneralizadas a situaciones cotidianas", explica.