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Los científicos inactivan y reactivan los recuerdos en ratas usando luz
La ciencia ficción se acerca más a la realidad con un nuevo experimento en el que los científicos utilizaron la tecnología óptica / basada en genes que implica un destello de luz para inactivar y luego reactivar una memoria en ratas genéticamente modificadas. Informan sus hallazgos en el diario Naturaleza.
Los investigadores, dirigidos por el Dr. Roberto Malinow de la Universidad de California en San Diego, dicen que su estudio es el primero en mostrar evidencia de que las conexiones fortalecidas entre las neuronas del cerebro están involucradas en la memoria.
El Director del Instituto Nacional de Salud Mental (NIMH) Dr. Thomas R. Insel dice:
"Más allá de las posibles aplicaciones en los trastornos de la deficiencia de la memoria, como la demencia, esta mejor comprensión de cómo funciona la memoria puede dar pistas para controlar las memorias emocionales desbocadas en las enfermedades mentales, como el trastorno de estrés postraumático".
Aunque desde hace tiempo se pensaba que la potenciación a largo plazo (LTP) - conexiones reforzadas entre las neuronas - rige la formación de recuerdos, el equipo señala que hasta su estudio, no había habido pruebas de esto.
Para proporcionar evidencia, el Dr. Malinow y su equipo modificaron la fuerza de las sinapsis en un circuito de memoria.
Hicieron esto identificando LTP cuando se formó un recuerdo y eliminando la memoria con un proceso que invierte el LTP. Luego trajeron la memoria a través de LTP.
El equipo eliminó los recuerdos de las ratas y luego los restauró usando optogenética
Los investigadores utilizaron una nueva herramienta en el campo de la neurociencia: optogenética.
Esto funciona adaptando los mecanismos celulares que permiten que los organismos básicos como las algas sean controlados por la luz del sol. En su experimento, sin embargo, el equipo controló los componentes específicos del circuito en animales con un láser.
Los investigadores pudieron eliminar recuerdos de miedo en ratas y luego traerlos de vuelta, utilizando optogenética.
Señalan que en los estudios típicos de acondicionamiento del miedo, un tono emparejado con un choque en los pies de los roedores genera temor cuando suena el tono en el futuro. Cuando la memoria está activa en el roedor, se congela al sonido del tono.
Pero en su experimento, el Dr. Malinow y sus colegas combinaron el shock con la estimulación optogenética, que iluminó un grupo de neuronas en un circuito cerebral vinculado con la memoria auditiva del miedo.
"Es solo una jungla en el cerebro: demasiadas células nerviosas que ingresan en cualquier lugar", dice el Dr. Malinow, explicando por qué las técnicas de estimulación eléctrica anteriores no podían enfocar estos circuitos con precisión.
Cuando variaron el patrón de la estimulación optogenética, él y su equipo fortalecieron las conexiones neuronales al promover LTP. Además, utilizando un proceso llamado depresión a largo plazo (LTD), pudieron debilitar las conexiones.
Lo que esto significa es que fueron capaces de eliminar un recuerdo de miedo en las ratas y luego traerlo de vuelta.
El Dr. Malinow dice:"Nuestros resultados se suman a la creciente evidencia de que el cerebro representa una memoria al formar ensamblajes de neuronas con conexiones reforzadas o sinapsis. Además, los hallazgos sugieren que debilitar las sinapsis probablemente desensamble conjuntos neuronales para inactivar una memoria".
Los hallazgos podrían tener implicaciones para el Alzheimer
Después de que probaron más de cerca los cerebros postmortem con optogenética, el equipo descubrió que las neuronas objetivo exhibían cambios en la sensibilidad de los sistemas de mensajeros químicos cerebrales.
Dicen que tales cambios confirman la función de fortalecer y debilitar las conexiones sinápticas al encender y apagar la memoria.
"Hemos demostrado que los productos dañinos que se acumulan en los cerebros de los pacientes con enfermedad de Alzheimer pueden debilitar las sinapsis de la misma manera que debilitamos las sinapsis para eliminar una memoria", dice el Dr. Malinow.
Él sugiere que su línea de investigación podría dar lugar a formas de intervención en el proceso de sinapsis debilitadas en tales pacientes.
Chijko Asanuma, PhD, de la División de Neurociencia y Ciencias Básicas del Comportamiento del NIMH, dice:
"Además de eliminar cualquier duda sobre un vínculo entre LTP / LTD con memorias, este trabajo destaca el asombroso potencial de la precisión y la manipulación del circuito para aliviar las memorias inadaptadas".
El estudio fue financiado por el NIMH.
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