En un artículo escrito por Emily Caldwell, nos indican que tal descubrimiento surge de estudios en ratones, en los que los investigadores observaron la formación de la memoria utilizando técnicas de imágenes avanzadas, incluidos microscopios en miniatura que capturaron la resolución de una sola célula en animales vivos.
Compartimentos dendríticos #
El estudio muestra que los recuerdos se almacenan en compartimentos dendríticos: cuando se forma un recuerdo, las dendritas afectadas están preparadas para capturar nueva información que llegará en las próximas horas, vinculando recuerdos formados cercanos en el tiempo.
“Si consideramos una neurona como una computadora, las dendritas son como diminutas computadoras en su interior, cada una realizando sus propios cálculos”, afirmó la autora principal, Megha Sehgal, profesora adjunta de psicología en la Universidad Estatal de Ohio. “Este descubrimiento demuestra que nuestro cerebro puede vincular la información que llega en un tiempo cercano a la misma ubicación dendrítica, lo que amplía nuestra comprensión de cómo se organizan los recuerdos”.
La investigación fue publicada en la revista Nature Neuroscience.
Aunque la mayoría de los estudios sobre el aprendizaje y la memoria se han centrado en cómo se forma un único recuerdo en el cerebro, el laboratorio de Sehgal tiene como objetivo determinar cómo organizamos múltiples recuerdos.
“La idea es que no formamos recuerdos de forma aislada. No se forma un solo recuerdo. Se usa ese recuerdo, se crea un marco de recuerdos y luego se recurre a él cuando se necesitan decisiones adaptativas”, explicó Sehgal.
Se sabe que las neuronas, las principales células cerebrales, codifican y transmiten información. Las dendritas (las proyecciones ramificadas que se extienden desde las neuronas) desempeñan un papel crucial en el procesamiento de la información, recibiendo la información entrante y transmitiéndola al cuerpo neuronal.
Sin embargo, las dendritas están lejos de ser simples conductos pasivos: cada rama dendrítica puede actuar como una unidad computacional independiente. Si bien se ha considerado que las dendritas desempeñan un papel importante en la función cerebral, hasta ahora no se ha esclarecido cómo influyen en el aprendizaje y la memoria, afirmó Sehgal.
Al exponer a los ratones a dos entornos diferentes en un corto periodo de tiempo, el equipo descubrió que los recuerdos de estos espacios se vinculaban. Si los ratones recibían una descarga leve en uno de estos espacios, se quedaban paralizados de miedo en ambos entornos, asociando la descarga de una habitación con la de la otra.
El estudio se centró en la corteza retroesplenial (CRE), una región cerebral crucial para la memoria espacial y contextual. Los investigadores observaron que los recuerdos vinculados involucraban consistentemente los mismos grupos de neuronas de la CRE y sus ramas dendríticas.
El equipo rastreó estos cambios a nivel dendrítico mediante la visualización de espinas dendríticas, diminutas protuberancias en las dendritas donde se comunican las neuronas. La formación de nuevos recuerdos desencadenó la adición de espinas dendríticas agrupadas, un proceso crucial para fortalecer la comunicación entre neuronas y facilitar el aprendizaje.
Los grupos de espinas dendríticas formados después del primer recuerdo tenían más probabilidades de atraer nuevas espinas durante un segundo recuerdo muy cercano en el tiempo, vinculando físicamente esas experiencias en el cerebro.
Para confirmar el papel de las dendritas en la vinculación de los recuerdos, el equipo empleó la optogenética, una técnica que permite a los investigadores controlar las neuronas mediante luz. Al reactivar segmentos dendríticos específicos que habían estado activos durante la formación de la memoria, lograron vincular recuerdos que de otro modo no estarían relacionados, lo que demuestra aún más la importancia de los cambios dendríticos en la configuración de las redes de memoria.
Trastornos de la memoria #
Además de iluminar un papel previamente desconocido de las dendritas en la vinculación de los recuerdos, los hallazgos abren nuevos caminos para comprender los trastornos relacionados con la memoria, dijo Sehgal.
«Nuestro trabajo no solo amplía nuestra comprensión de cómo se forman los recuerdos, sino que también sugiere nuevas y emocionantes posibilidades para manipular los procesos de memoria de orden superior», afirmó. «Esto podría tener implicaciones para el desarrollo de terapias para afecciones relacionadas con la memoria, como el Alzheimer».
Sehgal codirigió el estudio junto con Alcino Silva, director del Centro Integrado para el Aprendizaje y la Memoria de la UCLA, y Panayiota Poirazi, directora de investigación de la Fundación para la Investigación y la Tecnología-Hellas de Grecia.
- El artículo científico Compartmentalized dendritic plasticity in the mouse retrosplenial cortex links contextual memories formed close in time fue publicado en Nature Neuroscience. Autores: Megha Sehgal, Daniel Almeida Filho, George Kastellakis, Sungsoo Kim, Jinsu Lee, Yang Shen, Shan Huang, Ayal Lavi, Giselle Fernandes, Irene Davila Mejia, Sunaina Soans Martin, Asli Pekcan, Melody Shana Wu, Won Do Heo, Panayiota Poirazi, Joshua T. Trachtenberg & Alcino J. Silva.
Apoyo financiero #
- Este trabajo contó con el apoyo de subvenciones del NIMH (R01 MH113071) y el NIA (R01 AG013622), así como de la Fundación de Investigación Médica Dra. Miriam y Sheldon G. Adelson para A.J.S. El trabajo de modelado computacional recibió el apoyo de la Comisión Europea (H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01, FET-Open Challenging Current Thinking, GA-863245), los Institutos Nacionales de Salud (R01MH124867-01) y la Fundación Einstein de Berlín para P.P. Los financiadores no participaron en el diseño del estudio, la recopilación y el análisis de datos, la decisión de publicación ni la preparación del manuscrito. Agradecemos los recursos del Centro de Microscopía e Imagenología del Campus (CMIF) y del Recurso Compartido de Microscopía (MSR) del Centro Oncológico Integral de la Universidad Estatal de Ohio (OSUCCC), Universidad Estatal de Ohio (RRID: SCR_025078). Este centro cuenta con el apoyo parcial de la subvención P30 CA016058 (Instituto Nacional del Cáncer).