Un estudio explica como se forman los recuerdos duraderos en el cerebro: podria ayudar a conocer las causas del Alzheimer
Ayudar a tu madre a hacer tortitas cuando tenias tres años… montar en bici sin ruedines… tu primer beso… ¿Como conservamos recuerdos vividos de acontecimientos de hace mucho tiempo? Investigadores de la Facultad de Medicina Albert Einstein (Estados Unidos) han encontrado la explicacion.
“La capacidad de aprender nueva informacion y almacenarla durante largos periodos es una de las caracteristicas mas notables del cerebro. Hemos hecho un descubrimiento asombroso en ratones sobre la base molecular de la creacion de esos recuerdos a largo plazo”, ha explicado el doctor Robert H. Singer, coautor de la investigacion, que se ha publicado en la revista cientifica ‘Neuron’.
Ya se conocian algunos aspectos de las bases celulares de la memoria. Son fabricadas por neuronas (celulas nerviosas) y almacenadas en una region del cerebro llamada hipocampo. Se forman cuando la estimulacion neuronal repetida refuerza las sinapsis, es decir, las conexiones entre las celulas nerviosas. Se necesitan proteinas para estabilizar las conexiones sinapticas de larga duracion necesarias para los recuerdos a largo plazo. Los planos de esas proteinas son moleculas de ARN mensajero (ARNm) que, a su vez, se transcriben (copian) a partir de genes asociados a la memoria.
“Lo paradojico es que se tarda mucho tiempo -varias horas- en formar una memoria duradera y, sin embargo, los ARNm y las proteinas asociadas a la fabricacion de proteinas desaparecen en menos de una hora. ¿Como es posible?”, ha explicado Sulagna Das, doctora, primera autora y coautora del articulo. Para responder a esa pregunta, el equipo de investigacion desarrollo un modelo de raton en el que marcaron con fluorescencia todas las moleculas de ARNm que fluyen desde Arc, un gen de importancia critica para convertir nuestras actividades y otras experiencias en recuerdos a largo plazo.
Los investigadores estimularon sinapsis en neuronas del hipocampo del raton y luego -utilizando tecnicas de imagen de alta resolucion desarrolladas por ellos- observaron los resultados en celulas nerviosas individuales en tiempo real. Para su asombro, observaron que un unico estimulo en la neurona desencadenaba numerosos ciclos en los que el gen Arc, que codifica la memoria, producia moleculas de ARNm que luego se traducian en proteinas Arc que reforzaban las sinapsis.
“Vimos que algunas de las moleculas de proteina producidas por ese estimulo sinaptico inicial volvian a Arc y lo reactivaban, iniciando otro ciclo de formacion de ARNm y produccion de proteinas, seguido de varios mas”, ha detallado Singer. “Con cada ciclo, veiamos que se acumulaba mas y mas proteina para formar ‘puntos calientes’ en la sinapsis, que es donde se cementan los recuerdos. Habiamos descubierto un bucle de retroalimentacion desconocido hasta entonces que explicaba como los ARNm y las proteinas de vida corta pueden crear recuerdos de vida larga”, ha añadido Das.
Das señala que la expresion defectuosa del gen Arc ha estado implicada en dificultades de memoria en humanos y esta vinculada a trastornos neurologicos como el trastorno del espectro autista y la enfermedad de Alzheimer. “Lo que aprendamos sobre la respuesta de Arc a la estimulacion de las celulas nerviosas puede ayudarnos a comprender mejor las causas de estos problemas de salud”, ha apuntado.
¿Como se mantienen los recuerdos temporales?
En cuanto a los recuerdos temporales, una nueva investigacion del Instituto Del Monte de Neurociencia de la Universidad de Rochester (Estados Unidos) ha demostrado que la actividad cerebral ritmica es clave para mantener temporalmente informacion importante en la memoria. Segun sus hallazgos, publicados en la revista cientifica ‘Current Biology’, los ritmos cerebrales -o patrones de actividad neuronal- organizan las rafagas de actividad en el cerebro que mantienen las conexiones a corto plazo.
“Hasta ahora se pensaba que el almacenamiento temporal de informacion importante estaba vinculado a neuronas cerebrales que simplemente se disparaban y retenian esa informacion hasta que ya no era necesaria. Investigaciones recientes han demostrado que tal vez no sea esa actividad cerebral persistente lo que mas importa para el almacenamiento temporal de la informacion, sino mas bien un fortalecimiento a corto plazo de las conexiones entre las neuronas que estan representando la informacion. Nuestra investigacion demuestra que los ritmos cerebrales organizan estas rafagas transitorias a lo largo del tiempo. La coordinacion ritmica de la actividad cerebral a lo largo del tiempo es importante porque permite que poblaciones superpuestas de neuronas almacenen distintas piezas de informacion al mismo tiempo”, ha apuntado Ian Fiebelkorn, autor principal del estudio.
Las investigaciones anteriores de Fiebelkorn sobre el modo en que el cerebro procesa la informacion externa hicieron un descubrimiento similar. Fiebelkorn y otros investigadores descubrieron que los ritmos cerebrales ayudan a coordinar distintas funciones relacionadas con el muestreo de informacion importante o el cambio a otra fuente de informacion. En este contexto, los ritmos cerebrales ayudan a equilibrar la concentracion en la tarea con la preparacion para lo inesperado.
En esta nueva investigacion, los investigadores se centraron en el muestreo de informacion representada internamente (o recordada). Utilizando EEG, los participantes observaron imagenes con lineas verticales u horizontales y se les pidio que recordaran tanto la direccion de la linea como la ubicacion de la imagen.
Los investigadores descubrieron que la fuerza de las representaciones internas de estas diferentes imagenes alternaba con el tiempo, en una escala temporal de sub-segundos, con fluctuaciones ritmicas en la actividad cerebral. Esta coordinacion de la actividad cerebral a lo largo del tiempo permite que las funciones de algunas neuronas se solapen sin entrar en conflicto.
“Estos procesos cerebrales ritmicos tambien podrian explicar como podemos mantenernos concentrados mientras realizamos varias tareas a la vez, como cuando intentamos recordar una direccion mientras conducimos un coche. En lugar de concentrarnos simultaneamente en estas tareas, podriamos estar alternando entre ellas en una escala de tiempo de sub-segundos”, detalla Fiebelkorn.
El siguiente paso del laboratorio de Fiebelkorn es determinar como el cerebro realiza varias tareas a la vez: “¿Que ocurre cuando el cerebro tiene que hacer muestreos externos e internos al mismo tiempo, veremos el mismo tipo de coordinacion temporal ritmica? Eso es lo que tratamos de entender a continuacion. Cuanto mas sepamos sobre el funcionamiento tipico de estos procesos, mas entenderemos como se estropean en los trastornos neurologicos“.
Fuente: www.mmmedicalpr.com
