Los patrones neuronales de los impulsos y la memoria
Nadie duda de la importancia que reviste la actividad de los grupos neuronales sobre la memoria. Sin embargo, aún se desconoce la distribución temporal real de esta actividad. Una forma de determinar experimentalmente la actividad es a través de los impulsos neuronales. Se registran modificaciones muy breves del potencial eléctrico en las proximidades de muchas neuronas o en una sola de ellas. El equipo del proyecto «Temporal spiking precision underlying memory measured by neuronal recordings and photo-stimulation» (TSPUMMNRPS), financiado con fondos europeos, estudió los efectos sobre la memoria de los cambios en el patrón de los impulsos. Se empleó un modelo consolidado de memoria espacial (experimentos con ratas en un laberinto). Se generó una línea de ratones transgénicos para realizar experimentos optogenéticos y de fotoestimulación de neuronas. En estos análisis, se procedió a alterar las características temporales de la actividad de los impulsos pero no la emisión global media durante la realización de la tarea. Se abrió un canal catiónico de la membrana celular para dejar paso a numerosos cationes en el interior de las células y producir un cambio en los impulsos asociados. Los resultados fueron publicados en la conocida revista Nature Neuroscience. Las cepas quedan a disposición de la comunidad de neurocientíficos. Mediante una matriz de electrodos de quinientos doce canales y tras una importante reducción del tamaño y peso del dispositivo de registro, se logró realizar el registro en ratas. Los resultados se publicaron, o se encuentran en fase de revisión, en revistas destacadas en este ámbito (Science, Neuron, Journal of Neuroscience y Nature). Finalmente, se trató de determinar si la estimulación eléctrica procedente del exterior del cráneo es suficiente para alterar la sincronía en neuronas emisoras. Se desarrolló un sistema capaz de detectar la evolución de la actividad epiléptica en tiempo real. Además, la aplicación de estimulación eléctrica con un patrón temporal preciso redujo espectacularmente (en un 60 %) la duración de estos episodios. Los resultados y las técnicas utilizadas se publicaron en la revista Science. El proyecto TSPUMMNRPS ha contribuido en gran medida a revelar los mecanismos de conservación de la memoria. Las herramientas y técnicas desarrolladas en este proyecto serán de gran utilidad para entender mejor los mecanismos implicados en la actividad cerebral tanto normal como patológica.
Palabras clave
Actividad neuronal, memoria, temporal, impulsos, fotoestimulación, transgénico, optogenética, matriz de electrodos, estimulación, epiléptico
