¿Cómo el cerebro vincula diferentes recuerdos?

Los neurocientíficos del Instituto de Tecnología de Massachusetts creen que han descubierto dos circuitos neuronales que coordinan cómo se forman y almacenan en el cerebro los recuerdos vinculados con el tiempo.

Los científicos ya saben que los recuerdos de los eventos (llamados "recuerdos episódicos") se crean en el área del hipocampo del cerebro. El hipocampo recibe información de la corteza entorrinal (una región de la corteza central), que procesa la información sensorial.

La investigación en animales nos ha dicho que las neuronas en el cerebro, llamadas "células de lugar", se disparan cuando un animal se encuentra en una ubicación específica que está vinculada a un recuerdo.

Esto explica cómo el cerebro puede vincular recuerdos y ubicaciones, pero los expertos saben relativamente poco sobre cómo se asocian los objetos y el tiempo en el cerebro.

Los investigadores detrás del nuevo estudio, publicado en la revista Ciencia, encontraron algunas respuestas a esto en un estudio de 2011 que llevaron a cabo en ratones. Al vincular recuerdos de dos experiencias sensoriales separadas -un sonido y una descarga eléctrica, que ocurren con 20 segundos de diferencia- y analizar las respuestas neuronales de los ratones, ubicaron el circuito que conecta el hipocampo con la corteza entorrinal en los cerebros del ratón.

Al interrumpir este circuito (llamado "circuito monosináptico"), los científicos pudieron evitar que los ratones asociaran el sonido con el impacto: ya no temían al sonido.

¿Qué nos dice el nuevo estudio?

Células que forman cúmulos en la capa II de la corteza entorrinal: verde muestra células de la isla, mientras que el rojo muestra células oceánicas.
Crédito de la imagen: RIKEN

En el nuevo estudio, los investigadores se basaron en su trabajo de 2011 al descubrir un segundo circuito desconocido previamente que puede suprimir el circuito monosináptico. Los investigadores descubrieron en este circuito un nuevo tipo de neurona, que llamaron "células de la isla", debido a su formación circular agrupada.

Anteriormente, los ratones que el equipo del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) había estudiado no pudieron vincular los recuerdos del sonido y la descarga durante más de 20 segundos. Sin embargo, en el nuevo estudio, los científicos descubrieron que podían manipular este período de recuerdo y hacerlo más largo o más corto.

Descubrieron que aumentar la actividad de las células en la tercera capa de la corteza entorrinal permitiría a los ratones realizar la conexión de memoria durante períodos de tiempo más largos. Para acortar este período de recuerdo, los investigadores podrían reducir la actividad de las células de la tercera capa, o podrían estimular las células de la isla recién descubiertas, que tuvieron el mismo efecto.

Los dos métodos utilizados para acortar el enlace del sonido y el choque dieron como resultado un "rechazo" de la actividad en el hipocampo. Entonces, a partir de esto, los investigadores deducen que es una actividad prolongada en un área específica del hipocampo (llamada "CA1") que mantiene unidos estos dos recuerdos.

¿Cómo nos afectan estas interacciones de circuitos?

El verde muestra los axones de las células de la isla, mientras que el azul muestra los núcleos. El rojo muestra el marcador de la región CA2.
Crédito de la imagen: RIKEN

Los investigadores creen que es el equilibrio de estos dos circuitos neuronales, el circuito monosináptico y las células de la isla, que nos permiten responder a los signos de peligro inminente, sin ser demasiado sensibles a la información sensorial, o "paralizados por el miedo".

"Es importante para nosotros poder asociar las cosas que suceden con alguna brecha temporal", dice el autor del estudio Prof. Susumu Tonegawa, que es miembro del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT. "Para los animales, es muy útil saber qué eventos deben asociar y qué no asociar".

Recientemente, Noticias médicas hoy informaron sobre otro estudio que examina la asociación de la memoria entre el sonido y la descarga eléctrica en sujetos de ratones. Los investigadores detrás de ese estudio, del Colegio Médico de Georgia en la Universidad Georgia Regents, descubrieron que podían romper la conexión de memoria en los ratones al interrumpir un receptor en el hipocampo llamado receptor N-metil-D-aspartato.