Científicos crean vínculo artificial entre recuerdos no relacionados

La capacidad de aprender a asociar sucesos es fundamental para la supervivencia, pero no estaba claro cómo las poblaciones de neuronas pueden unir entre sí diferentes piezas de información almacenadas en la memoria. Al probar la activación sincrónica de conjuntos neuronales distintos llevó a que unos ratones asocien en foma artificial la memoria de un shock en su pata con un recuerdo no relacionado de explorar un ambiente seguro

El estudio fue publicado en Cell Reports. La asociación del recuerdo en los ratones provocó un aumento en el comportamiento relacionado con el miedo cuando se regresó a los ratones al ambiente sin amenazas. Los hallazgos sugieren que la activación simultánea de los conjuntos de células las hace conectarse entre sí para unir dos recuerdos distintos, que fueron almacenados de forma independiente en el cerebro.

«La memoria es la base de todas las funciones cerebrales superiores, incluyendo la conciencia, y también juega un papel importante en las enfermedades siquiátricas como el trastorno de estrés post-traumático», dice el autor principal del estudio, Kaoru Inokuchi, de la Universidad de Toyama. «Al demostrar cómo el cerebro asocia diferentes tipos de información para generar un recuerdo cualitativamente nuevo que lleva a cambios duraderos en el comportamiento, nuestros hallazgos podrían tener implicaciones importantes para el tratamiento de estas enfermedades debilitantes».

Los estudios recientes han demostrado que las subpoblaciones de neuronas que son activadas durante el aprendizaje se reactivan en las subsecuentes recuperaciones del recuerdo. Por otra parte, la reactivación artificial de un conjunto neuronal específico que se corresponde con una memoria almacenada previamente puede modificar la adquisición de la nueva memoria, generando así recuerdos falsos o sintéticos. En este estudios se empleó una combinación de entrada sensorial y estimulación artificial de los conjuntos de células. Hasta ahora, los investigadores no habían vinculado dos memorias distintas utilizando medios totalmente artificiales.

Con ese objetivo en mente, Inokuchi y Noriaki Ohkawa de la Universidad de Toyama utiliza en ratones un paradigma de aprendizaje a través del miedo, seguido de una técnica llamada optogenética, que implica la modificación genética de poblaciones específicas de neuronas para expresar proteínas sensibles a la luz que controlan la excitabilidad neuronal, y a continuación, aplicar una luz azul a través de una fibra óptica para activar las células. En el paradigma de comportamiento, un grupo de ratones pasó seis minutos en un recinto cilíndrico, mientras que otro grupo exploró un recinto en forma de cubo y, 30 minutos más tarde, ambos grupos de ratones fueron colocados en el recinto en forma de cubo donde se les aplicó de inmediato un shock eléctrico en las patas. Dos días después, los ratones que regresaron a la caja en forma de cubo pasaron más tiempo congelados por el miedo que los ratones que fueron colocados de nuevo en el recinto cilíndrico.

Los investigadores utilizaron la optogenética para reactivar los recuerdos no relacionados, los del ambiente seguro en forma de cilindro y los del choque en la pata. La estimulación de las poblaciones neuronales en regiones del cerebro relacionadas con la memoria, llamada hipocampo y la amígdala, que se activan durante la fase de aprendizaje, causó que los ratones pasaran más tiempo congelados por el miedo cuando se los colocó de nuevo más tarde en el recinto cilíndrico, en comparación con los casos en que sólo se estimularon las neuronas ya sea en el hipocampo, o la amígdala, o sin estimulación en absoluto.

 

 

Los resultados muestran que la activación sincrónica de conjuntos distintos de células puede generar vínculos artificiales entre piezas de información sin relación almacenadas en la memoria, lo que resulta en cambios duraderos en el comportamiento. «Mediante la modificación de esta técnica, ahora vamos a intentar disociar en forma artificial recuerdos que están conectados fisiológicamente», dice Inokuchi. «Esto puede contribuir al desarrollo de nuevos tratamientos para los trastornos siquiátricos, como el trastorno de estrés postraumático, cuyos síntomas principales surgen de asociaciones innecesarias entre recuerdos no relacionados.»

Referencia de publicación: Ohkawa et al, Artificial Association of Pre-Stored Information to Generate a Qualitatively New Memory, Cell Reports, 2015 DOI:. 10.1016/j.celrep.2015.03.017

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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