Manipulación de la memoria con luz: los científicos borran recuerdos específicos en ratones

Los neurocientíficos han utilizado luz para borrar una memoria específica en ratones, mostrando cómo el hipocampo y la corteza trabajan en conjunto para recuperar recuerdos

Basta con un rayo de luz… No del todo, pero los investigadores del Centro Davis para la Neurociencia y el Departamento de Psicología de la UC han utilizado luz para borrar recuerdos específicos en ratones, y demostraron una teoría básica de cómo diferentes partes del cerebro trabajan juntas para recuperar recuerdos episódicos.

La optogenética, de la cual es pionero Karl Diesseroth en la Universidad de Stanford, es una nueva técnica para la manipulación y estudio de las células nerviosas utilizando la luz. Las técnicas de optogenética se están convirtiendo rápidamente en el método estándar para la investigación de las funciones cerebrales.

Kazumasa Tanaka, Brian Wiltgen y sus colegas de Davis en la Universidad de California aplicaron la técnica para poner a prueba una antigua idea acerca de la recuperación de la memoria.

Por cerca de 40 años, dijo Wiltgen, los neurocientíficos han teorizado que la recuperación de recuerdos episódicos —recuerdos de lugares y sucesos específicos— implica actividad coordinada entre la corteza cerebral y el hipocampo, una pequeña estructura ubicada en la profundidad del cerebro.

«La teoría es que el aprendizaje implica un procesamiento en la corteza, y el hipocampo reproduce este patrón de actividad durante la recuperación, lo que le permite volver a experimentar el evento», dijo Wiltgen. Si el hipocampo está dañado, los pacientes pueden perder décadas de recuerdos.

Pero este modelo ha sido difícil de probar directamente, hasta la llegada de la optogenética.

Wiltgen y Tanaka utilizaron ratones modificados genéticamente, de manera que, cuando se activan las células nerviosas, producen una fluorescencia verde y al mismo tiempo expresan una proteína, lo cual que permite que las células sean desactivadas por la luz. Pudieron, por lo tanto, seguir exactamente qué células nerviosas se activaron en la corteza y el hipocampo en el aprendizaje y la recuperación de memoria, y apagarlas con una luz dirigida a través de un cable de fibra óptica.

Ellos entrenaron a los ratones, colocándolos en una jaula donde recibieron una descarga eléctrica leve. Normalmente, los ratones al ser colocados en un nuevo entorno lo exploraran con el olfato. Pero cuando se los coloca en una jaula donde han recibido previamente un choque eléctrico, se congelan en su lugar en una «respuesta de miedo.»

Tanaka y Wiltgen primero demostraron que podían identificar a las células que participan en el aprendizaje y demostraron que se reactivaron durante la recuperación de la memoria. Entonces pudieron apagar las células nerviosas específicas en el hipocampo, y demuestraron que los ratones perdieron sus recuerdos del suceso desagradable. También pudieron demostrar que apagar otras células en el hipocampo no afectaba la recuperación de esa memoria, y sigueron las fibras desde el hipocampo a las células específicas en la corteza.

«La corteza no puede hacerlo sola, necesita la entrada del hipocampo«, dijo Wiltgen. «Esta ha sido una premisa fundamental en nuestro campo durante mucho tiempo, y los datos de Kazu proporciona la primera evidencia directa de que es verdad.»

También pudieron ver cómo se conectan las células específicas en la corteza a la amígdala, una estructura en el cerebro que está implicada en la emoción y en la generación de la respuesta del miedo congelante.

 

 

Los coautores son Aleksandr Pevzner, Anahita B. Hamidi, Yuki Nakazawa y Jalina Graham, todos en el Centro para la Neurociencia. El trabajo fue financiado por becas de la Fundación Whitehall, Fundación McKnight, Fundación Nakajima y la Fundación Nacional de Ciencia (National Science Foundation)

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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