Desarrollo neuronal y memoria: el descubrimiento puede tener un impacto en la investigación de nuevas drogas

En un estudio, que aparecerá en la edición del 30 de marzo de Celda, investigadores del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT descubrieron, por primera vez, que las neuronas en diferentes etapas de sus ciclos de vida realizan potencialmente dos funciones separadas, como formar distintos recuerdos de situaciones casi idénticas, y la capacidad de recordar una evento cuando se lo solicite un pequeño detalle.
El estudio describe una estructura cerebral que produce nuevas neuronas en adultos como un posible objetivo vital para el desarrollo de fármacos para el tratamiento de trastornos de la memoria.
El autor principal, Toshiaki Nakashiba en el Instituto Picower dijo que un desequilibrio entre neuronas jóvenes y viejas en la región del cerebro, llamado giro dentado puede potencialmente alterar la formación de memoria, recordar y potencialmente afectar las disfunciones cognitivas relacionadas con el trastorno de estrés postraumático (TEPT), como así como el envejecimiento. En la circunvolución dentada, solo uno de los dos sitios cerebrales genera continuamente neuronas nuevas a lo largo de la vida adulta.
El coautor Susumu Tonegawa, Profesor de Picower de Neurociencia en el Instituto Picower explicó:

"En los animales, las experiencias traumáticas y el envejecimiento a menudo conducen a la disminución del nacimiento de nuevas neuronas en el giro dentado. En humanos, estudios recientes encontraron disfunción del giro dentado y alteraciones de la memoria relacionadas durante el envejecimiento normal".

El cerebro detecta pequeñas diferencias entre experiencias similares por separación de patrones. Los seres humanos son capaces de recordar el contenido explícito de memorias anteriores con solo pistas limitadas relacionadas con la experiencia original cuando estos patrones están completos. Por ejemplo, una persona que cena en el mismo restaurante francés dos noches seguidas hace experiencias u observaciones similares en ambas ocasiones, como el menú, el entorno, el momento de su visita, etc.
Los distintos recuerdos que los cerebros de la persona forman para cada evento se llaman separación de patrones. Si un amigo, por ejemplo, menciona un gusto por la sopa de cebolla algún tiempo después, la persona puede recordar no solo el plato que tenía en el restaurante, sino la experiencia completa de qué personas estaban en el restaurante, qué hicieron después de la comida, etc. Este proceso se recuerda al completar el patrón.
Si bien la separación de patrones forma una nueva memoria única basada en las diferencias entre las experiencias, la finalización del patrón recuerda recuerdos al identificar similitudes. Las personas que han sufrido una lesión cerebral grave o un trauma a menudo no pueden reconocer las caras de sus familiares y amigos que ven con regularidad, mientras que otras personas con TEPT no pueden olvidar los terribles acontecimientos.
Tonegawa explica:

"La separación alterada del patrón debido a la pérdida de neuronas jóvenes puede cambiar el equilibrio a favor de la finalización del patrón, lo que puede ser la base del recuerdo recurrente de memoria traumática observado en pacientes con TEPT".

Durante mucho tiempo, los neurocientíficos creían que estos dos procesos opuestos y competitivos se producen en diferentes circuitos neuronales dentro del hipocampo, pensando que la circunvolución dentada, una estructura de gran interés por su plasticidad dentro del sistema nervioso y su impacto en condiciones que van desde la depresión y epilepsia a lesión cerebral traumática, está involucrada en la separación de patrones, mientras que la región CA3 está involucrada en la terminación del patrón. Sin embargo, los investigadores del MIT descubrieron que las neuronas generadas solo por el giro dentado podrían tener roles distintos a medida que envejecen.

Los investigadores del MIT exploraron una separación de patrones en ratones que aprendieron a distinguir entre dos cámaras, de las cuales una era segura y la otra les dio un desagradable golpe en los pies. Para evaluar las habilidades de terminación del patrón de los ratones, los investigadores dieron a los ratones pistas limitadas para encontrar la forma de salir de un laberinto que sabían cómo negociar antes. Compararon ratones normales con ratones que carecían de neuronas jóvenes o viejas, y descubrieron que los ratones presentaban defectos en la terminación o separación del patrón, dependiendo del conjunto de neuronas que se había agotado. La investigación anterior apoyó la idea de que el giro dentado o neuronas jóvenes realizaban la separación de patrones al examinar la separación de patrones, mediante la manipulación de toda la circunvolución dentada o solo las neuronas jóvenes nacidas en el adulto.
Nakashiba concluyó:

"Al estudiar los ratones modificados genéticamente para bloquear la comunicación neuronal de las neuronas antiguas, o al aniquilar a las neuronas jóvenes que nacieron de adultos, descubrimos que las neuronas antiguas eran prescindibles para la separación de patrones, mientras que las neuronas jóvenes eran necesarias para ello. que los ratones desprovistos de neuronas antiguas eran defectuosos en la finalización del patrón, lo que sugiere que el equilibrio entre la separación del patrón y la finalización puede verse alterado como resultado de la pérdida de neuronas antiguas ".

Escrito por Petra Rattue