Investigación

El recuerdo y el olvido dependen de cambios selectivos en los circuitos cerebrales

Investigadores de la Universidad Pablo de Olavide y del Centro vasco de investigación en neurociencia Achucarro determinan el mecanismo neuronal que hace posible aprender y olvidar

Los recuerdos nos hacen ser quienes somos. De un día para otro, adquirimos nuevos recuerdos y construimos un directorio de hechos y acontecimientos mientras olvidamos otros. Con este ‘directorio de recuerdos’ almacenado en nuestro cerebro, damos sentido a nuestro entorno y a nosotros mismos; juzgamos, tomamos decisiones y actuamos según nuestros cálculos. Vivir de forma independiente sería un desafío extremo sin la capacidad de recordar todo lo aprendido y adquirido en nuestras vidas. A medida que envejecemos, activar estos recuerdos a menudo se vuelve difícil y complica nuestra capacidad de dar sentido correcto a los fenómenos de nuestro entorno. Hay diversas enfermedades, incluida la de Alzheimer, que producen la desconexión de los circuitos cerebrales, lo que borra o dificulta el acceso a nuestros recuerdos vitales, con un devastador efecto en los pacientes, ya que pierden la capacidad de reconocer quiénes son ellos y sus relaciones con los demás.

Los circuitos cerebrales organizan recuerdos para conjuntos de habilidades y conductas que nos permiten realizar tareas. Algunos de estos circuitos cerebrales de carácter más específico están dedicados a la separación y consecución de patrones para distinguir entre similitudes y diferencias que nos permitan juzgar, tomar decisiones y llevar a cabo la acción adecuada. Incluso para una tarea sencilla, como poner comida en un plato con un tenedor, el cerebro nos permite utilizar correctamente el tenedor para recoger la comida y llevárnosla a la boca para alimentarnos. Cuando olvidamos algo, como las llaves del coche, buscamos pistas para activar la recuperación de la memoria. La alteración de los circuitos cerebrales hace que la ejecución de tareas simples se vuelva increíblemente difícil.

A fin de estudiar el papel del giro dentado (GD) del hipocampo –una región del cerebro crucial para diversos procesos de aprendizaje y memoria– se ha empleado el condicionamiento clásico del reflejo corneal. Este simple modelo de aprendizaje asociativo es muy utilizado para el estudio de cómo los circuitos nerviosos hacen posible el aprendizaje y la memoria.  El entrenamiento consiste en la presentación de un breve sonido como estímulo condicionado, al final del cual se presenta un soplo de aire en la córnea. Tras varias sesiones de emparejamiento de ambos estímulos ocurre que el sujeto experimental responde al sonido con un cierre de los párpados.

Agnés Gruart y José María Delgado, investigadores de la División de Neurociencias

En un estudio anterior realizado por José María Delgado García y la División de Neurociencias de la Universidad pablo de Olavide se pudo demostrar que la memoria adquirida mediante este aprendizaje se podía borrar si se inactivaba por unos minutos la actividad de las neuronas del GD durante el entrenamiento. La conclusión fue que el GD tiene que estar activo en el momento en que se trata de reactivar una memoria determinada.

En un estudio reciente, realizado conjuntamente por el grupo de investigación de Mazahir T. Hasan, del Centro vasco de investigación en neurociencia Achucarro, y por José María Delgado y la División de Neurociencias de la Universidad Pablo de Olavide, y publicado en la prestigiosa revista Molecular Psychiatry, los investigadores bloquearon selectivamente la actividad funcional de las neuronas del GD durante varios días. Con esta manipulación selectiva, descubrieron que, aunque las memorias aprendidas desaparecían durante el tiempo en que el GD estuvo inactivo, estas reaparecían una vez recuperada la actividad funcional del GD. Los investigadores concluyeron que el GD es necesario para la activación de memorias ya adquiridas y para su recuperación.

En conclusión, mientras el estudio anterior habría la posibilidad de la eliminación selectiva de memorias no deseadas, el reciente artículo establece el crucial papel del GD en la activación y recuperación de memorias adquiridas, y se aproxima a una mayor comprensión de los mecanismos moleculares que hacen posible el aprendizaje y su recuerdo, algo fundamental para afrontar los retos científicos que presentan las disfunciones de la memoria, como consecuencia del envejecimiento, trastornos por estrés postraumático o la enfermedad de Alzheimer.

Las tecnologías genéticas pueden tener un impacto significativo en el funcionamiento de los circuitos cerebrales para la expresión y el recuerdo de la memoria. Por ejemplo, cuando se dirige a la región 2, la tecnología de Receptores de Diseño Activados Exclusivamente por Drogas de Diseño (DREADD en inglés) puede interrumpir las conexiones entre la región 1/2 y la región 2/3, lo que lleva al borrado completo de los engramas de memoria. Incluso silenciar la región 2 no puede restaurar la memoria. Sin embargo, la tecnología de la cadena ligera de la toxina tetánica (TeTxLC), al bloquear solo la salida sináptica de la región B a la región C, puede preservar el engrama de memoria de la región 1/2. Cuando no se silencia, este engrama puede restaurar la recuperación de la memoria. Por lo tanto, el proceso de reactivación del silenciamiento en el primer caso es insuficiente ya que no queda ningún engrama intacto, mientras que en el segundo caso, el engrama intacto en la región 1/2 puede reimprimirse para restablecer el engrama de la región 2/3.
Las tecnologías genéticas pueden tener un impacto significativo en el funcionamiento de los circuitos cerebrales para la expresión y el recuerdo de la memoria. Por ejemplo, cuando se dirige a la región 2, la tecnología de Receptores de Diseño Activados Exclusivamente por Drogas de Diseño (DREADD en inglés) puede interrumpir las conexiones entre la región 1/2 y la región 2/3, lo que lleva al borrado completo de los engramas de memoria. Incluso silenciar la región 2 no puede restaurar la memoria. Sin embargo, la tecnología de la cadena ligera de la toxina tetánica (TeTxLC), al bloquear solo la salida sináptica de la región B a la región C, puede preservar el engrama de memoria de la región 1/2. Cuando no se silencia, este engrama puede restaurar la recuperación de la memoria. Por lo tanto, el proceso de reactivación del silenciamiento en el primer caso es insuficiente ya que no queda ningún engrama intacto, mientras que en el segundo caso, el engrama intacto en la región 1/2 puede reimprimirse para restablecer el engrama de la región 2/3.

Referencia:
Carretero-Guillén, A., Treviño, M., Gómez-Climent, M.Á. et al. Dentate gyrus is needed for memory retrieval. Mol Psychiatry (2024). https://doi.org/10.1038/s41380-024-02546-0

Read this news in English

23 de mayo – 19.30 h

Agenda Cultural UPO: Teatro 'Ojos, un paraíso casi perdido'