Ayudar a tu mamá a hacer tortitas cuando tenías tres años. Andar en bicicleta sin rueditas. El primer beso. ¿Cómo conservamos recuerdos vívidos de acontecimientos de hace mucho tiempo? Investigadores de la Facultad de Medicina Albert Einstein (Estados Unidos) encontraron la explicación.
”La capacidad de aprender nueva información y almacenarla durante largos periodos es una de las características más notables del cerebro. Hemos hecho un descubrimiento asombroso en ratones sobre la base molecular de la creación de esos recuerdos a largo plazo”, dijo el doctor Robert H. Singer, coautor de la investigación, publicada en la revista científica Neuron.
Un estudio explica cómo se forman los recuerdos duraderos en el cerebro
Ya se conocían algunos aspectos de las bases celulares de la memoria. Son fabricadas por neuronas (células nerviosas) y almacenadas en una región del cerebro llamada hipocampo. Se forman cuando la estimulación neuronal repetida refuerza las sinapsis, es decir, las conexiones entre las células nerviosas.
Se necesitan proteínas para estabilizar las conexiones sinápticas de larga duración necesarias para los recuerdos a largo plazo. Los planos de esas proteínas son moléculas de ARN mensajero (ARNm) que, a su vez, se transcriben (copian) a partir de genes asociados a la memoria.
”Lo paradójico es que se tarda mucho tiempo -varias horas- en formar una memoria duradera y, sin embargo, los ARNm y las proteínas asociadas a la fabricación de proteínas desaparecen en menos de una hora. ¿Cómo es posible?”, se preguntó Sulagna Das, doctora, primera autora y coautora del artículo.
Para responder a esa pregunta, el equipo de investigación desarrolló un modelo de ratón en el que marcaron con fluorescencia todas las moléculas de ARNm que fluyen desde Arc, un gen de importancia crítica para convertir nuestras actividades y otras experiencias en recuerdos a largo plazo. Los investigadores estimularon sinapsis en neuronas del hipocampo del ratón y luego -utilizando técnicas de imagen de alta resolución desarrolladas por ellos- observaron los resultados en células nerviosas individuales en tiempo real.
Para su asombro, observaron que un único estímulo en la neurona desencadenaba numerosos ciclos en los que el gen Arc, que codifica la memoria, producía moléculas de ARNm que luego se traducían en proteínas Arc que reforzaban las sinapsis. ”Vimos que algunas de las moléculas de proteína producidas por ese estímulo sináptico inicial volvían a Arc y lo reactivaban, iniciando otro ciclo de formación de ARNm y producción de proteínas, seguido de varios más”, detalló Singer.
”Con cada ciclo, veíamos que se acumulaba más y más proteína para formar ‘puntos calientes’ en la sinapsis, que es donde se cementan los recuerdos. Habíamos descubierto un bucle de retroalimentación desconocido hasta entonces que explicaba cómo los ARNm y las proteínas de vida corta pueden crear recuerdos de vida larga”, añadió Das.
Pensemos en lo que supone memorizar un poema
Para crear una memoria duradera es necesario leer el poema repetidamente y cada lectura puede considerarse como un estímulo intermitente que añade proteínas creadoras de memoria a la sinapsis.
Das señaló que la expresión defectuosa del gen Arc ha estado implicada en dificultades de memoria en humanos y está vinculada a trastornos neurológicos como el trastorno del espectro autista y la enfermedad de Alzheimer. “Lo que aprendamos sobre la respuesta de Arc a la estimulación de las células nerviosas puede ayudarnos a comprender mejor las causas de estos problemas de salud”, apuntó.
¿Cómo se mantienen los recuerdos temporales?
En cuanto a los recuerdos temporales, una nueva investigación del Instituto Del Monte de Neurociencia de la Universidad de Rochester (Estados Unidos) ha demostrado que la actividad cerebral rítmica es clave para mantener temporalmente información importante en la memoria.
Según sus hallazgos, publicados en la revista científica Current Biology, los ritmos cerebrales -o patrones de actividad neuronal- organizan las ráfagas de actividad en el cerebro que mantienen las conexiones a corto plazo.
Hasta ahora se pensaba que el almacenamiento temporal de información importante estaba vinculado a neuronas cerebrales que simplemente se disparaban y retenían esa información hasta que ya no era necesaria.
Investigaciones recientes han demostrado que tal vez no sea esa actividad cerebral persistente lo que más importa para el almacenamiento temporal de la información, sino más bien un fortalecimiento a corto plazo de las conexiones entre las neuronas que están representando la información.
La nueva investigación demuestra que los ritmos cerebrales organizan estas ráfagas transitorias a lo largo del tiempo. La coordinación rítmica de la actividad cerebral a lo largo del tiempo es importante porque permite que poblaciones superpuestas de neuronas almacenen distintas piezas de información al mismo tiempo.
Cómo el cerebro realiza varias tareas a la vez
Estos procesos cerebrales rítmicos también podrían explicar cómo podemos mantenernos concentrados mientras realizamos varias tareas a la vez, como cuando intentamos recordar una dirección mientras conducimos un auto.
En lugar de concentrarnos simultáneamente en estas tareas, podríamos estar alternando entre ellas en una escala de tiempo de sub-segundos.
El siguiente paso del laboratorio de Fiebelkorn es determinar cómo el cerebro realiza varias tareas a la vez: ¿qué ocurre cuando el cerebro tiene que hacer muestreos externos e internos al mismo tiempo, veremos el mismo tipo de coordinación temporal rítmica? Eso es lo que tratarán de entender a continuación.
