Modelando la base celular de la memoria
Este nuevo paradigma permite una imagen más completa de cómo funciona la memoria y puede informar la investigación sobre trastornos como el Parkinson, el Alzheimer, el estrés postraumático y las discapacidades del aprendizaje.
"Los modelos anteriores de memoria se basaban en patrones de actividad rápida", dijo Terry Sejnowski, Ph.D., titular de la cátedra Francis Crick de Salk e investigador del Instituto Médico Howard Hughes.
"Nuestro nuevo modelo de memoria permite integrar experiencias durante horas en lugar de momentos".
Durante las últimas décadas, los neurocientíficos han revelado mucho sobre cómo se almacenan los recuerdos a largo plazo.
Para eventos importantes, por ejemplo, ser mordido por un perro, una serie de proteínas se producen rápidamente en las células cerebrales activadas para crear los nuevos recuerdos. Algunas de estas proteínas permanecen durante unas horas en lugares específicos de neuronas específicas antes de descomponerse.
Esta serie de eventos bioquímicos nos permite recordar detalles importantes sobre ese evento, como, en el caso de la mordedura de perro, qué perro, dónde se ubicó, si requirió una visita a la sala de emergencias, etc.
Un problema que los científicos han tenido con el modelado del almacenamiento de memoria es explicar por qué solo se recuerdan con fuerza los detalles selectivos y no todo en esa ventana de una a dos horas.
Al incorporar datos de la literatura anterior, Sejnowski y el primer autor Cian O'Donnell, Ph.D., un investigador postdoctoral de Salk, desarrollaron un modelo que une los hallazgos de las observaciones moleculares y de sistemas de la memoria para explicar cómo esta duración de una a dos horas funciona la ventana de memoria.
Se ha publicado una explicación del nuevo marco en la revista Neurona.
Utilizando modelos computacionales, O'Donnell y Sejnowski muestran que, a pesar de que las proteínas están disponibles para varias neuronas en un circuito dado, los recuerdos se retienen cuando los eventos posteriores activan las mismas neuronas que el evento original.
Los científicos descubrieron que el posicionamiento espacial de las proteínas tanto en neuronas específicas como en áreas específicas alrededor de estas neuronas predice qué recuerdos se registran. Este marco de creación de patrones espaciales predice con éxito la retención de memoria como una función matemática de la superposición de tiempo y ubicación.
“Una cosa que hace este estudio es vincular lo que está sucediendo en la formación de la memoria a nivel celular con el nivel de sistemas”, dice O'Donnell.
“Ya se estableció que la ventana de tiempo es importante; Descubrimos cómo el contenido también podía determinar si los recuerdos se recordaban o no. Demostramos que un conjunto de ideas es consistente y suficiente para explicar algo en el mundo real ".
El nuevo modelo también proporciona un marco potencial para comprender cómo se procesan las generalizaciones de los recuerdos durante los sueños.
Si bien aún se desconoce mucho sobre el sueño, las investigaciones sugieren que los recuerdos importantes del día a menudo pasan por el cerebro, transportados desde el almacenamiento temporal en el hipocampo hasta el almacenamiento a más largo plazo en la corteza.
Los investigadores observaron la mayor parte de esta formación de memoria en el sueño sin soñar. Sin embargo, se sabe poco acerca de cómo se realiza el empaquetado o la consolidación de la memoria durante los sueños.
En el nuevo estudio, el modelo de O'Donnell y Sejnowski sugiere que se produce cierta retención de memoria durante los sueños.
"Durante el sueño hay una reorganización de la memoria: fortaleces algunos recuerdos y pierdes los que ya no necesitas", dice O'Donnell.
"Además, la gente aprende abstracciones mientras duerme, pero no tenía idea de cómo ocurren los procesos de generalización a nivel neuronal".
Al aplicar sus hallazgos teóricos sobre la actividad superpuesta dentro de la ventana de una a dos horas, se les ocurrió un modelo teórico de cómo podría funcionar el proceso de abstracción de la memoria durante el sueño.
Fuente: Instituto Salk
