Las células que almacenan la información en la memoria mejoran su función con el tiempo

Un equipo internacional de científicos ha descubierto que, con el paso del tiempo, el cerebro mejora su capacidad para distinguir entre experiencias similares y fijar recuerdos, un hallazgo esencial para comprender mejor y tratar el alzhéimer y otros trastornos de la memoria.

El estudio, coordinado por la Universidad de Buffalo (Estados Unidos), se ha hecho en colaboración con el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), la Universidad de Harvard, el Imperial College de Londres (Reino Unido), y otras instituciones de Austria y China.

En un artículo publicado este viernes en 'Nature Neuroscience', los autores explican el hallazgo así: cuando alguien, en un corto espacio de tiempo, vive dos experiencias distintas pero parecidas, como asistir a dos fiestas en la misma semana o hacer dos presentaciones en el trabajo, "es posible que poco después las confunda, pero con el tiempo la confusión desaparece y el cerebro es más capaz de diferenciar las distintas experiencias".

Su estudio explica cómo tiene lugar este proceso a nivel molecular, un proceso del que se encargan los engramas, las neuronas del cerebro que almacenan información sobre la memoria.

Los engramas se reactivan para ayudar a recordar. "Cuando se interrumpen, se produce la amnesia", explica Dheeraj S. Roy, autor principal del trabajo e investigador en la Universidad de Buffalo.

Cómo se almacena una experiencia

Para saber cómo se almacena una experiencia en el cerebro, el equipo desarrolló un modelo computacional de aprendizaje y formación de recuerdos que comienza con la información sensorial (un estímulo), cuando esa información llega al hipocampo, donde se forman los recuerdos, se activan distintas neuronas y a medida que se forman los recuerdos, las que se activan antes pasan a formar parte del engrama y refuerzan su conectividad para fijar el recuerdo.

Mediante una técnica sensible a la luz, el equipo pudo detectar neuronas activas en el hipocampo del ratón mientras el animal exploraba las cajas.

Además, el estudio descubrió que, en este proceso, no siempre se activa el mismo número de células engramadas. "Con el tiempo se activan muchas menos", avanza Roy.

"Esto explicaría por qué la discriminación de los recuerdos mejora con el paso del tiempo. Es como si tu recuerdo de la experiencia fuera inicialmente una gran autopista, pero después, en el transcurso del periodo de consolidación del orden de minutos a horas, tu cerebro los divide en dos carriles para que puedas discriminar entre ambos".

Cómo funciona el cerebro de los ratones

Los animales fueron expuestos brevemente a dos cajas diferentes que tenían olores y condiciones de iluminación únicas; una era un entorno neutro, pero en la segunda caja recibieron una leve descarga en el pie.

Unas horas después, los ratones, que normalmente están en constante movimiento, demostraron tener recuerdos de miedo al quedarse inmóviles cuando se les exponía a cualquiera de las dos cajas, lo que demostraba "que no podían discriminar entre las dos", dice Roy.

"Pero a las 12 horas, solo mostraban miedo cuando se les exponía a la caja en la que se sentían incómodos durante su primera experiencia. Eran capaces de distinguir entre las dos. El animal nos está diciendo que sabe que esta caja es la que da miedo, pero cinco horas antes no podía hacerlo".

Además, mediante una técnica sensible a la luz, el equipo pudo detectar neuronas activas en el hipocampo del ratón mientras el animal exploraba las cajas y pudo medir cuántas neuronas reactivaba el cerebro para recordar.

Qué falla en los trastornos de la memoria

Los estudios computacionales iniciales del equipo habían predicho que el número de células engramas implicadas en un solo recuerdo disminuiría con el tiempo, y los experimentos con animales lo confirmaron.

El estudio tiene relevancia directa para entender qué está fallando en los trastornos de la memoria.

"Cuando el cerebro aprende algo por primera vez, no sabe cuántas neuronas necesita, por lo que recluta un subconjunto mayor de neuronas", pero "a medida que el cerebro estabiliza las neuronas, consolidando el recuerdo, va eliminando las neuronas innecesarias, de modo que se necesitan menos y, al hacerlo, ayuda a separar los engramas de los distintos recuerdos".

El estudio tiene relevancia directa para entender qué está fallando en los trastornos de la memoria porque ahora "sabemos que el problema está en que los engramas deben estar cambiando", apunta Roy.