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Writing and editing of memories from acquisition to long-term consolidation

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Por qué la neuroplasticidad es clave para la memoria y la salud mental

Al revelar más sobre cómo la neuroplasticidad modela los recuerdos, el equipo de MemoryDynamics también descubrió rutas potenciales para el tratamiento de las afecciones cognitivas con un posible factor genético, como la esquizofrenia y el autismo.

Investigación fundamental

Recordamos eventos específicos gracias a las redes neuronales que codifican información sobre ellos y a un proceso clave llamado «plasticidad neuronal» que da forma a lo que luego recordamos. Sin embargo, según Pico Caroni, coordinador del proyecto MemoryDynamics financiado por el Consejo Europeo de Investigación: «Muchos procesos pasan desapercibidos, pues tienen pocos aspectos cuantificables característicos para que los investigadores los estudien con técnicas como la imagenología en tiempo real». Los investigadores de MemoryDynamics utilizaron modelos murinos para estudiar los componentes celulares involucrados en la consolidación de los recuerdos a largo plazo y cómo estos cambian con el tiempo. El equipo descubrió que la plasticidad neuronal continuaba doce horas tras un evento, mucho tiempo después de la consolidación de la memoria inicial. Esto se comprobó en la corteza infralímbica con el aprendizaje inverso, donde las respuestas a un evento, como el miedo, pueden ser modificadas al recordar ese evento. «Es notable que las redes encefálicas se puedan captar o modificar durante la consolidación de la memoria a largo plazo, lo que sugiere que los recuerdos consolidados el día de un evento de aprendizaje pueden ser cambiados más adelante», comenta Caroni de la entidad anfitriona del proyecto, el Instituto Friedrich Miescher de Investigación Biomédica. Se descubrió que al aprendizaje lo sigue un período de entre cinco y seis horas durante el cual la experiencia posterior puede asociarse con el evento de aprendizaje inicial, combinando de manera efectiva los recuerdos: «Posiblemente para adaptar los recuerdos a un contexto experiencial más amplio», agrega Caroni. Esto se vio reflejado en las observaciones de laboratorio, en las cuales los factores de transcripción conocidos como c-Fos, que controlan los genes, siguieron expresándose en las redes neuronales pertinentes, lo que se considera como un buen indicador de la plasticidad celular en curso.

¿Qué sucede con los recuerdos a lo largo del tiempo?

Fisiológicamente, la neuroplasticidad incluye la modificación estructural de las sinapsis preexistentes para fortalecerlas o debilitarlas, creando otras nuevas o destruyendo las preexistentes. La alteración del funcionamiento de las redes neuronales indica que la memoria no tiene que ver solo con «recordar», sino con preparar activamente las respuestas para experiencias futuras. «La mayoría de estos procesos de consolidación de la memoria son como cascadas que duran varias horas, o incluso días, después del evento de aprendizaje inicial», explica Caroni. La plasticidad de la memoria a corto plazo dura solo unos segundos o minutos, cuando las señales son procesadas por las sinapsis y los canales iónicos. A medio plazo, durante horas, el encéfalo reproduce los mismos patrones de actividad neuronal del evento original, pero acelerados. La consolidación de la memoria a más largo plazo, de doce a quince horas después de un evento, generalmente implica una combinación de estas actividades. Entre los procesos celulares se encuentra la expresión de genes dentro de las redes neuronales que aseguran que los cambios de señalización se conviertan en cambios celulares de larga duración, lo que a su vez modifica los recuerdos. Los investigadores de MemoryDynamics utilizaron herramientas de manipulación genética para influir en la función de las neuronas en áreas específicas del encéfalo en ratones. El equipo estudió los procesos de consolidación de la memoria en las subdivisiones del hipocampo; las áreas corticales prefrontales, incluyendo la corteza prelímbica y la corteza infralímbica; las áreas corticales asociadas con el hipocampo, como la corteza retroesplenial; y las redes importantes para el aprendizaje flexible.

Implicaciones para la salud mental

Se realizó un descubrimiento inesperado sobre los cambios en la expresión génica en unas neuronas especiales llamadas interneuronas PV+. Si bien son clave para el aprendizaje, el equipo descubrió que estos cambios solo se manifiestan horas después del aprendizaje, lo que sugiere que hay un período en el que estas neuronas son especialmente maleables.

La repercusión en la salud humana es muy importante.

Hay un breve período de diez días en el que el vínculo funcional en el encéfalo entre el hipocampo ventral y la corteza prelímbica es fundamental para el desarrollo prefrontal. Gracias a la manipulación de las interneuronas PV+ a finales de la adolescencia para consolidar las conexiones a lo largo del tronco encefálico, el equipo evitó síntomas similares a los de la esquizofrenia en un ratón con predisposición genética. La técnica también mostró resultados prometedores en un modelo murino de autismo. «No anticipamos que los mecanismos encefálicos asociados con la consolidación de la memoria a largo plazo tendrían un enorme impacto en la funcionalidad de las redes relevantes para la salud mental. Esta será ahora nuestra prioridad», concluye Caroni.

Palabras clave

MemoryDynamics, neurona, encéfalo, plasticidad, memoria, sinapsis, salud mental, autismo, esquizofrenia, genética

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