Probablemente la faceta de la cognición más investigada, la memoria ha demostrado ser un proceso tan difícil de desentrañar como esencial para la experiencia humana. Sin embargo, se están produciendo desarrollos monumentales en la investigación de la memoria con regularidad, aunque a menudo pasan desapercibidos, ya que son solo piezas de un rompecabezas que todavía somos incapaces de armar por completo. De todos modos, el trabajo que se está realizando en estas piezas algún día permitirá una comprensión de la memoria tan amplia que parecerá tener poco en común con nuestras concepciones tradicionales de lo que es la memoria.
Una parte importante de ese trabajo se está realizando en el Instituto de Investigación Scripps . Un grupo de investigadores ha estado centrando sus estudios en los mecanismos moleculares de la memoria. El año pasado, desarrollaron un ratón transgénico con genes que hacen que las neuronas activadas dentro de un marco de tiempo particular se etiqueten con un marcador fluorescente. Utilizando este ratón, el grupo demostró que las mismas neuronas utilizadas durante el aprendizaje de una respuesta de miedo se activan durante la recuperación de la memoria. El número de neuronas activadas también se correlacionó con la intensidad de la respuesta, lo que indica una relación constante entre la experiencia y la representación neuronal. Este trabajo ayudó a dilucidar la estructura de las redes neuronales.involucrados en la consolidación y recuperación de la memoria.
Luego, el grupo centró su atención en el mecanismo involucrado en la formación de la memoria a largo plazo. Los receptores de glutamato , el principal neurotransmisor excitatorio del sistema nervioso central, son esenciales para la potenciación a largo plazo (LTP), que es la mejora de la comunicación sináptica que se cree que subyace en la formación de la memoria a largo plazo. Se ha sugerido que la LTP puede ser el resultado de la integración de los receptores de glutamato AMPA (AMPAR) en la sinapsis que se fortalece. Los receptores adicionales harían que la neurona fuera más sensible al glutamato, lo que llevaría a la LTP.
Se ha demostrado que la síntesis de proteínas en los cuerpos de las células neuronales también es necesaria para consolidar los recuerdos. Por lo tanto, se planteó la hipótesis de que las proteínas producidas en el soma (cuerpo celular) están involucradas en la inserción de AMPAR en las sinapsis asociadas con la memoria, lo que da como resultado una transmisión más rápida en estas sinapsis y la capacidad de recuperación de la memoria. Sin embargo, lo que no ha quedado claro es exactamente cómo las proteínas sintetizadas en el soma provocan que la plasticidad se produzca solo en las sinapsis específicas asociadas con un recuerdo.
Una explicación popular para este proceso involucra algo llamado etiquetado sináptico. En este escenario, la estimulación neuronal provoca la creación de una etiqueta sináptica, una especie de señal en la neurona que se utiliza para atraer proteínas necesarias para la plasticidad (como las proteínas involucradas en la formación de AMPAR). Este etiquetado ocurriría solo en las sinapsis involucradas en el procesamiento de los estímulos inductores de LTP y, por lo tanto, podría explicar la localización de la memoria en grupos específicos de neuronas.
Los investigadores del Instituto Scripps, Naoki Matsuo, Leon Reijmers y Mark Mayford, nuevamente utilizaron ratones transgénicos, esta vez para investigar el concepto de etiquetado sináptico . Diseñaron ratones para que expresaran una subunidad de AMPAR, denominada GluR1, fusionada con una proteína fluorescente verde. Suprimieron la expresión de este gen mediante el uso de doxiciclina hasta el experimento. Luego expusieron a algunos de los ratones a un programa de condicionamiento del miedo, en el que aprendieron a asociar el impacto de los pies con un entorno particular. GluR1 es necesario para la formación de AMPAR. Por lo tanto, la nueva formación de AMPAR fue medible después del condicionamiento del miedo mediante el examen de la fluorescencia de las espinas dendríticas de los cortes del cerebro del hipocampo .
Las espinas dendríticas son regiones que sobresalen de las dendritas , donde se ubican las sinapsis y se reciben las entradas de otras neuronas. Hay tres tipos morfológicos: delgado, rechoncho y en forma de hongo.
Como esperaban, los investigadores encontraron una mayor proporción de subunidades GluR1 fluorescentes en las dendritas de las neuronas del hipocampo en los ratones que se sometieron al condicionamiento del miedo. Específicamente, el GluR1 fluorescente se encontró en las espinas en forma de hongo y no en cantidades significativas en las otras espinas. Parece que un mecanismo que se asemeja al etiquetado sináptico desempeña un papel en la dirección de AMPAR que contienen GluR1 a las espinas de los hongos.
Este estudio es importante por varias razones. Comprender los cambios morfológicos que resultan en LTP es necesario para desarrollar un modelo fisiológico funcional de la memoria. Este estudio proporciona información sobre el mecanismo de estos cambios y hace que nuestra comprensión del proceso de la memoria sea un poco más concreta. Además, se cree que las modificaciones sinápticas que conducen a cambios de comportamiento son la base de varias tendencias humanas. El uso exitoso de transgenes en este estudio de la memoria podría proporcionar una base para su uso en el estudio de estos otros comportamientos afectados por la mejora neuronal, por ejemplo, la adicción.
Matsuo, N., Reijmers, L., Mayford, M. (2008). Reclutamiento específico de tipo de columna vertebral de receptores AMPA recién sintetizados con aprendizaje. Ciencia, 319, 1104-1107. DOI: 10.1126/ciencia.1149967
Leave a Reply