Descubren nuevas pistas de cómo se forman los recuerdos a largo plazo
Los nuevos datos surgieron a partir de un estudio realizado por un equipo de investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (IST Austria) junto con investigadores de la Universidad de Aarhus, en Dinamarca, y el Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicas de Japón en células cerebrales de ratones.
El cerebro y sus funciones todavía plantean muchas preguntas abiertas, entre ellas cómo se forman exactamente recuerdos a largo plazo sobre el entorno. En un nuevo estudio, Ryuichi Shigemoto y su equipo del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (IST Austria) junto con investigadores de la Universidad de Aarhus, en Dinamarca, y el Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicas de Japón descubrieron una nueva vía de señalización en el área del hipocampo del cerebro que regula cómo se transfiere la información sobre nuevos entornos a la memoria a largo plazo, según publican en la revista ‘Current Biology’.
El hipocampo es un área central del cerebro que juega un papel importante en la transferencia de información de la memoria a corto plazo a la memoria a largo plazo. De las muchas partes entrelazadas del hipocampo, los investigadores se centraron en la conexión entre las llamadas células musgosas que reciben señales novedosas de información sensorial sobre el medio ambiente y las llamadas células granulares a las que se transmite esta información. En enfermedades como el Alzheimer, esta parte del cerebro es una de las primeras afectadas.
Los científicos utilizaron cuatro enfoques diferentes para este estudio con el fin de investigar rigurosamente estos nuevos hallazgos. Primero, pusieron el hipocampo bajo el microscopio y estudiaron la estructura de cómo las células cubiertas de musgo están conectadas a las células granulares mostrando sus muchas conexiones complejas.
En segundo lugar, utilizaron la técnica de imágenes de calcio que permite el seguimiento en vivo de la actividad neuronal a medida que estas células modificadas genéticamente se iluminan cuando se activan.
Al exponer a los animales a un nuevo entorno durante varios días, la actividad de las células musgosas que envían señales a las células granulares primero fue alta y luego se volvió cada vez menor. Luego colocaron a los ratones en otro entorno nuevo, la actividad volvió a surgir, lo que demuestra que estas neuronas son específicamente relevantes para procesar nuevas entradas ambientales.
En tercer lugar, siguieron los rastros en la neurona que dejaron las señales. La actividad neuronal en estas células desencadena la expresión de un determinado gen, es decir, la producción de la proteína correspondiente que está codificada en él. Cuanta más actividad hubo, más de esta proteína pueden encontrar después. En las células granulares encontraron producción de esta proteína, que se correlacionó con la actividad de las células musgosas.
Y, por último, los científicos utilizaron estudios de comportamiento para ver los efectos de esta vía en el hipocampo sobre la formación de la memoria. Esto es especialmente importante, porque la conexión entre la formación de la memoria y el comportamiento puede decirles mucho sobre las funciones del cerebro.
Combinaron un estímulo sensorial negativo, una pequeña descarga eléctrica, con poner a los animales en un nuevo entorno. Luego, los ratones aprendieron rápidamente a asociar el nuevo entorno con sentimientos desagradables y se midió su reacción negativa de congelación en el acto.
Cuando las investigaciones utilizaron fármacos para inhibir la actividad de las células cubiertas de musgo, las que reciben las señales sobre el nuevo entorno, y luego realizaron el condicionamiento negativo, los ratones no recordaron la conexión entre el nuevo entorno y la sensación desagradable.
Además, cuando los animales se acostumbraron por primera vez al nuevo entorno y luego se acondicionaron, tampoco hubo activación de las células cubiertas de musgo y, por lo tanto, no hubo asociación entre el entorno y los choques.
Por otro lado, si las células cubiertas de musgo se activaran artificialmente, esta asociación podría formarse incluso después de que los animales ya estuvieran acostumbrados al nuevo entorno. Esto muestra claramente cómo las células cubiertas de musgo en el hipocampo reaccionan a la información novedosa y desencadenan la formación de nuevos recuerdos a largo plazo en ratones.
Si los mismos procesos ocurren exactamente en el cerebro humano sigue siendo una pregunta abierta, pero estos nuevos hallazgos son un primer paso importante para comprender esta parte de nuestro órgano más complejo. Ryuichi Shigemoto y sus colaboradores están llevando a cabo una investigación fundamental que algún día puede ayudar a abordar las enfermedades degenerativas del cerebro que afectan la formación de la memoria, pero aún falta un poco para esto.
“Este campo de investigación es muy competitivo y nuevos hallazgos surgen rápidamente --afirma con cautela--. Hay muchos mecanismos en disputa sobre la formación de la memoria, pero nuestros hallazgos corroboran una hipótesis existente y son muy sólidos, abriendo así un nuevo campo de investigación en neurociencia y avanzando nuestra comprensión del cerebro”.
Comprender cómo el cerebro almacena y procesa la información solo es posible mediante el estudio del cerebro de los animales mientras llevan a cabo conductas específicas. Ningún otro método, como los modelos in vitro o in silico, puede servir como alternativa. Los animales fueron criados, mantenidos y tratados de acuerdo con las estrictas regulaciones de la ley austriaca.
El cerebro y sus funciones todavía plantean muchas preguntas abiertas, entre ellas cómo se forman exactamente recuerdos a largo plazo sobre el entorno. En un nuevo estudio, Ryuichi Shigemoto y su equipo del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (IST Austria) junto con investigadores de la Universidad de Aarhus, en Dinamarca, y el Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicas de Japón descubrieron una nueva vía de señalización en el área del hipocampo del cerebro que regula cómo se transfiere la información sobre nuevos entornos a la memoria a largo plazo, según publican en la revista ‘Current Biology’.
El hipocampo es un área central del cerebro que juega un papel importante en la transferencia de información de la memoria a corto plazo a la memoria a largo plazo. De las muchas partes entrelazadas del hipocampo, los investigadores se centraron en la conexión entre las llamadas células musgosas que reciben señales novedosas de información sensorial sobre el medio ambiente y las llamadas células granulares a las que se transmite esta información. En enfermedades como el Alzheimer, esta parte del cerebro es una de las primeras afectadas.
Los científicos utilizaron cuatro enfoques diferentes para este estudio con el fin de investigar rigurosamente estos nuevos hallazgos. Primero, pusieron el hipocampo bajo el microscopio y estudiaron la estructura de cómo las células cubiertas de musgo están conectadas a las células granulares mostrando sus muchas conexiones complejas.
En segundo lugar, utilizaron la técnica de imágenes de calcio que permite el seguimiento en vivo de la actividad neuronal a medida que estas células modificadas genéticamente se iluminan cuando se activan.
Al exponer a los animales a un nuevo entorno durante varios días, la actividad de las células musgosas que envían señales a las células granulares primero fue alta y luego se volvió cada vez menor. Luego colocaron a los ratones en otro entorno nuevo, la actividad volvió a surgir, lo que demuestra que estas neuronas son específicamente relevantes para procesar nuevas entradas ambientales.
En tercer lugar, siguieron los rastros en la neurona que dejaron las señales. La actividad neuronal en estas células desencadena la expresión de un determinado gen, es decir, la producción de la proteína correspondiente que está codificada en él. Cuanta más actividad hubo, más de esta proteína pueden encontrar después. En las células granulares encontraron producción de esta proteína, que se correlacionó con la actividad de las células musgosas.
Y, por último, los científicos utilizaron estudios de comportamiento para ver los efectos de esta vía en el hipocampo sobre la formación de la memoria. Esto es especialmente importante, porque la conexión entre la formación de la memoria y el comportamiento puede decirles mucho sobre las funciones del cerebro.
Combinaron un estímulo sensorial negativo, una pequeña descarga eléctrica, con poner a los animales en un nuevo entorno. Luego, los ratones aprendieron rápidamente a asociar el nuevo entorno con sentimientos desagradables y se midió su reacción negativa de congelación en el acto.
Cuando las investigaciones utilizaron fármacos para inhibir la actividad de las células cubiertas de musgo, las que reciben las señales sobre el nuevo entorno, y luego realizaron el condicionamiento negativo, los ratones no recordaron la conexión entre el nuevo entorno y la sensación desagradable.
Además, cuando los animales se acostumbraron por primera vez al nuevo entorno y luego se acondicionaron, tampoco hubo activación de las células cubiertas de musgo y, por lo tanto, no hubo asociación entre el entorno y los choques.
Por otro lado, si las células cubiertas de musgo se activaran artificialmente, esta asociación podría formarse incluso después de que los animales ya estuvieran acostumbrados al nuevo entorno. Esto muestra claramente cómo las células cubiertas de musgo en el hipocampo reaccionan a la información novedosa y desencadenan la formación de nuevos recuerdos a largo plazo en ratones.
Si los mismos procesos ocurren exactamente en el cerebro humano sigue siendo una pregunta abierta, pero estos nuevos hallazgos son un primer paso importante para comprender esta parte de nuestro órgano más complejo. Ryuichi Shigemoto y sus colaboradores están llevando a cabo una investigación fundamental que algún día puede ayudar a abordar las enfermedades degenerativas del cerebro que afectan la formación de la memoria, pero aún falta un poco para esto.
“Este campo de investigación es muy competitivo y nuevos hallazgos surgen rápidamente --afirma con cautela--. Hay muchos mecanismos en disputa sobre la formación de la memoria, pero nuestros hallazgos corroboran una hipótesis existente y son muy sólidos, abriendo así un nuevo campo de investigación en neurociencia y avanzando nuestra comprensión del cerebro”.
Comprender cómo el cerebro almacena y procesa la información solo es posible mediante el estudio del cerebro de los animales mientras llevan a cabo conductas específicas. Ningún otro método, como los modelos in vitro o in silico, puede servir como alternativa. Los animales fueron criados, mantenidos y tratados de acuerdo con las estrictas regulaciones de la ley austriaca.