Un estudio sobre ratones muestra cómo la falta de sueño afecta la memoria
Aunque los científicos han sabido que la falta de sueño puede interferir con la capacidad de aprender y crear recuerdos, los métodos precisos por los cuales esto ocurre no se conocen.
Los investigadores no estaban seguros de qué impedía que el hipocampo, dos estructuras con forma de caballito de mar ubicadas en el lóbulo temporal del cerebro donde se crean muchos recuerdos a largo plazo, hiciera su trabajo.
Ahora, en un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Michigan han descubierto que la interferencia con las oscilaciones asociadas al sueño (el disparo rítmico de las neuronas) en una subsección del hipocampo es probablemente el culpable.
Sus resultados se publican en Comunicaciones de la naturaleza.
Para probar el papel de las oscilaciones en la formación de la memoria, los investigadores, dirigidos por la estudiante graduada Nicolette Ognjanovski, registraron la actividad basal del hipocampo de un grupo de ratones.
Colocaron a los ratones en un nuevo entorno, los dejaron explorar, les dieron un leve golpe en el pie y luego los volvieron a poner en sus jaulas para que descansaran y durmieran normalmente.
"Si devuelve el ratón a la misma estructura un día o incluso un par de meses después, tendrá esta respuesta de miedo muy estereotipada, que es que se congele", dijo la Dra. Sara Aton, profesora asistente y autora principal del artículo. .
"Pero si privas del sueño a un animal durante unas horas después de ese emparejamiento de choque de contexto, el ratón no lo recordará al día siguiente".
Los investigadores encontraron que en ratones que dormían normalmente, las oscilaciones asociadas al sueño en una subsección del hipocampo llamada CA1 eran más robustas después del aprendizaje.
Luego tomaron un nuevo grupo de ratones, registraron su actividad hipocampal inicial y les pidieron que completaran la misma tarea. Los investigadores también les dieron a estos ratones un fármaco para inhibir una pequeña población de neuronas inhibidoras en CA1 que expresan parvalbúmina, una proteína de unión al calcio asociada con la disfunción de la memoria.
Los investigadores no cambiaron el comportamiento de sueño del animal, durmieron normalmente. Pero apagar la actividad de las neuronas que expresan parvalbúmina interrumpió la activación rítmica de las neuronas CA1 circundantes mientras esos animales dormían.
La supresión de las células que expresan parvalbúmina pareció eliminar por completo el aumento normal asociado al aprendizaje en las oscilaciones en esa sección del hipocampo del ratón.
"Hay un viejo teorema llamado Ley de Hebb, que es, 'Disparar juntos, conectar juntos'", dijo Aton. "Si puede hacer que dos neuronas se activen con gran regularidad muy cerca una de la otra, es muy probable que afecte la fuerza de las conexiones entre ellas".
Cuando se impidió que las neuronas se dispararan juntas de forma regular y rítmica, los ratones olvidaron que existía una asociación terrible con su tarea.
"La actividad oscilatoria dominante, que es tan crítica para el aprendizaje, está controlada por un número muy pequeño de la población celular total en el hipocampo", dijo Ognjanovski, también primer autor del estudio.
“Esto cambia la narrativa de lo que entendemos sobre cómo funcionan las redes. Las oscilaciones que controlan las células de parvalbúmina están relacionadas con los cambios de la red global o la estabilidad. Los recuerdos no se almacenan en celdas individuales, sino que se distribuyen a través de la red ".
Los investigadores también compararon la estabilidad de las conexiones de las neuronas entre el grupo de control y el grupo cuyas oscilaciones del sueño se interrumpieron.
Descubrieron que no solo las conexiones eran más fuertes en el grupo de control después de su prueba de aprendizaje, sino que esas conexiones neuronales también eran más fuertes. Estos cambios se bloquearon cuando las oscilaciones del hipocampo asociadas al sueño se interrumpieron experimentalmente.
"Parece que esta población de neuronas que está generando ritmos en el cerebro durante el sueño está proporcionando algún contenido informativo para reforzar los recuerdos", dijo Aton.
"El ritmo en sí parece ser la parte más crítica, y posiblemente la razón por la que necesitas dormir para formar estos recuerdos".
Fuente: Universidad de Michigan
