El estudio del ratón identifica cómo el cerebro conecta los recuerdos a lo largo del tiempo

Utilizando un microscopio en miniatura, neurocientíficos de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA) han identificado en ratones cómo el cerebro vincula diferentes recuerdos a lo largo del tiempo.

Y aunque el envejecimiento debilita estas conexiones, los investigadores dicen que idearon una forma para que el cerebro de mediana edad reconecte recuerdos separados.

Los hallazgos, publicados en Naturaleza, sugieren una posible intervención para las personas que padecen problemas de memoria relacionados con la edad, según los investigadores.

"Hasta ahora, los neurocientíficos se han centrado en cómo el cerebro crea y almacena recuerdos únicos", dijo el investigador principal, el Dr. Alcino Silva, profesor de neurobiología en la Facultad de Medicina David Geffen de UCLA. "Queríamos explorar cómo el cerebro vincula dos recuerdos y si el paso del tiempo afecta la fuerza de la conexión".

"En el mundo real, los recuerdos no ocurren de forma aislada", agregó la primera autora, la Dra. Denise Cai, investigadora del laboratorio de Silva. "Nuestras experiencias pasadas influyen en la creación de nuevos recuerdos y nos ayudan a predecir qué esperar y tomar decisiones informadas en el futuro".

En su experimento, los neurocientíficos probaron en ratones jóvenes y de mediana edad si el cerebro relacionaba los recuerdos de experiencias separadas por cinco horas frente a siete días.

Para lograr esto, utilizaron un microscopio en miniatura, llamado Miniscope, que fue desarrollado por los neurocientíficos de UCLA, los Dres. Peyman Golshani, Baljit Khakh y Silva con fondos de la Iniciativa presidencial BRAIN y la Escuela Geffen.

La potente cámara del microscopio permitió a los científicos escudriñar el cerebro de ratones jóvenes y observar sus células en acción. El diminuto microscopio montado en la cabeza iluminó las neuronas que se disparaban mientras los ratones se movían libremente en sus entornos naturales.

Durante 10 minutos a la vez, cada ratón se colocó en tres cajas, todas únicas en términos de fragancia, forma, iluminación y suelo. Colocación separada en el tiempo de una semana en el primer y segundo cuadro. Solo cinco horas separaron el tiempo pasado en el segundo y tercer recuadro, donde el ratón más tarde recibió un pequeño golpe en el pie.

Dos días después, los investigadores devolvieron cada ratón a las tres cajas. Como era de esperar, los ratones se congelaron de miedo cuando reconocieron el interior de la tercera caja.

Sin embargo, lo que sucedió a continuación fue una sorpresa, según los investigadores.

“El ratón también se congeló en la segunda caja, donde no ocurrió ninguna conmoción”, observó Silva. "Esto sugiere que el ratón transfirió su recuerdo del impacto en el tercer cuadro a su experiencia en el segundo cuadro cinco horas antes".

Cuando Silva y Cai examinaron los cerebros de los ratones, la actividad neuronal confirmó su hipótesis.

"Las mismas células cerebrales que registraron el impacto del ratón en la tercera caja también codificaron su memoria de la segunda caja unas horas antes", dijo Cai. "Vimos un 20 por ciento más de superposición en los circuitos neuronales que registraron las experiencias del animal en los recuerdos que se desarrollaron más cerca en el tiempo".

"Los recuerdos se interrelacionaron en la forma en que fueron codificados y almacenados por el cerebro, de modo que el recuerdo de un recuerdo desencadenó el recuerdo de otro recuerdo relacionado en el tiempo", explicó Silva.

Basado en un hallazgo anterior de Silva, el equipo de investigación sabía que es más probable que una célula codifique un recuerdo cuando está activada y lista para disparar. Los neurocientíficos se refieren a esta condición como excitabilidad.

“El cerebro excitable ya está calentado”, dijo Silva. "Es como estirar los músculos antes de hacer ejercicio o acelerar el motor de su automóvil antes de conducir".

Ante la sospecha de que el envejecimiento debilita la capacidad de las neuronas para excitarse por completo, los investigadores llevaron a cabo un experimento similar en ratones de mediana edad. Introdujeron a cada uno de los ratones en dos cajas, con cinco horas de diferencia, y administraron una descarga en el pie en la segunda caja.

Cuando devolvieron a los animales a las cajas dos días después, los resultados fueron claros.

“Los ratones más viejos se congelaron solo en la caja donde habían recibido una descarga”, reveló Cai. "No reaccionaron en la primera casilla".

El uso de los miniscopios confirmó que los cerebros de los ratones más viejos no conectaban los dos recuerdos. Cada recuerdo estaba codificado en su propio circuito neuronal.

A continuación, el equipo se centró en impulsar la capacidad de los ratones más viejos para vincular recuerdos. Cai usó una herramienta biológica para excitar las neuronas en una parte del hipocampo, el centro de memoria del cerebro, antes de introducir a los ratones en la primera caja.

Estimuló las mismas células antes de colocar a los ratones en la primera caja y la segunda caja, donde recibieron una descarga en el pie dos días después.

“La prueba en el pudín llegó cuando volvimos a introducir los ratones de mediana edad en la primera caja”, dijo Silva.“Los animales se congelaron; ahora relacionaron el impacto que ocurrió en el segundo cuadro con el primero. Esto sugiere que el aumento de la excitabilidad había revertido su incapacidad relacionada con la edad para vincular los recuerdos ".

Cai y Silva informan que ahora están probando el efecto de un medicamento aprobado por la FDA sobre la capacidad de los ratones de mediana edad para conectar recuerdos.

Fuente: Universidad de California, Los Ángeles