miércoles, 23 de mayo de 2018

Nuevos experimentos cuestionan el paradigma de dónde se almacena la memoria



 Los científicos transfirieron recuerdos de un caracol marino a otro. Algún día, podrían hacer lo mismo en los humanos.


David Glanzman, profesor de neurobiología en U.C.L.A. autor del nuevo artículo científico, ha estado estudiando la Aplisia californica, un caracol de mar, y su capacidad para mantener recuerdos a largo plazo durante años. Estos caracoles, que tienen aproximadamente doce centímetros de largo, son un organismo útil para estudiar cómo se forman los recuerdos porque sus neuronas son grandes y relativamente fáciles de trabajar.


Aplisia Californica


Estos  caracoles de mar pueden tener alrededor de 20,000 neuronas, una suma insignificante en comparación con los 100 mil millones que tienen los seres humanos. Pero los científicos han estado estudiando caracoles de mar durante mucho tiempo, y saben mucho sobre cómo los organismos aprenden. Muchos organismos marinos funcionan de la misma manera que los mamíferos, excepto que los procesos que los mantienen vivos son mucho menos complicados. Y los caracoles de mar no son una excepción: sus nervios transmiten impulsos de manera muy similar a la nuestra.

Por lo tanto, es impresionante que los investigadores de la Universidad de California  hayan podido transferir recuerdos sorprendentes entre los caracoles marinos. ¿Aún más impresionante? Esa investigación inicial podría allanar algún día el camino para procesos similares en humanos.

En el estudio, publicado en la revista eNeuro, un grupo de caracoles fueron entrenados para responder a un estímulo; en este caso, un ligero shock en la cola. El impacto no dañó a los caracoles. Simplemente desencadenó un reflejo de rizo defensivo, algo así como quitar la mano de una estufa caliente. Al principio, los caracoles solo se encrespaban por unos segundos. Pero a través de shocks repetidos, los investigadores los entrenaron para enrollarse por más tiempo, hasta aproximadamente 50 segundos.

Recientemente, los científicos habían apreciado que incluso cuando interferían con las células cerebrales de sus caracoles entrenados de una manera que debería haber eliminado por completo la memoria, parecía quedar algo de vestigio. Decidieron ver si algo más allá de las conexiones de las células cerebrales entre sí, a saber, ARN, podía ser la causa del mantenimiento de la memoria.

El ARN se conoce  por transportar mensajes entre el genoma y el resto de la célula. Pero los científicos se han dado cuenta gradualmente de que el ARN tiene alguna función más que jugar a mensajero.

Existen algunos tipos de ARN que, en lugar de transportar mensajes, ayudan a activar y desactivar genes. Se ha demostrado que están involucrados en la memoria a largo plazo en caracoles, ratones y ratas, a través de su capacidad para influir en las etiquetas químicas en el ADN. Estas etiquetas a su vez influyen en si un gen se activará en un organismo.

Continuando con su investigación, el equipo tomó un poco de ácido ribonucleico (ARN), que forma proteínas basadas en el ADN de las células, del tejido nervioso en la parte superior del abdomen de los caracoles entrenados y lo inyectó en los cuellos de los caracoles no entrenados para llegar a su sistema circulatorio. Para su sorpresa, los caracoles que no fueron inyectados con ARN se curvaron por solo unos pocos segundos, tras recibir un shock,  como hacen todos los caracoles cuando no han sido entrenados. ¿Pero que hicieron los caracoles a los que se les inyectó ARN de los caracoles entrenados? Mantuvieron la postura durante 40 segundos tras recibir el shock, como si recordaran cómo responder a un estímulo, a pesar de que nunca lo habían experimentado antes.

Luego, los investigadores tomaron las células cerebrales de caracoles entrenados y caracoles no entrenados y los cultivaron en el laboratorio. Bañaron las neuronas desentrenadas en el ARN de las células entrenadas, luego les dieron un shock y vieron que disparaban de la misma manera que las neuronas entrenadas. El recuerdo de las células entrenadas parecía haber sido transferido a las desentrenadas.

Los resultados, según  Glanzman, sugieren que los recuerdos pueden almacenarse dentro del núcleo de las neuronas, donde el ARN se sintetiza y puede actuar sobre el ADN para activar y desactivar los genes. El almacenamiento de memoria implicaba estos cambios epigenéticos (cambios en la actividad de los genes y no en las secuencias de ADN que los componen) que están mediados por el ARN.

El laboratorio de Glanzman y otros también han demostrado que la formación de la memoria a largo plazo se puede bloquear mediante la prevención de cambios epigenéticos, incluso cuando no se ve alterada la formación de sinapsis o el fortalecimiento de las mismas.

Este punto de vista desafía la noción generalizada de que los recuerdos se almacenan fortaleciendo las conexiones sinápticas entre las neuronas. Por el contrario, Glanzman ve los cambios sinápticos que ocurren durante la formación de la memoria como fluyendo a partir de la información que el ARN está llevando.

Esto es importante porque añade información a un debate científico de largo recorrido. Algunos investigadores piensan que los recuerdos se almacenan en las sinapsis (los espacios entre las células nerviosas). Pero otros científicos creen  que los recuerdos se almacenan en el núcleo de las neuronas. Y como dijo el autor del estudio David Glanzman a la BBC, "si los recuerdos se almacenaran en las sinapsis, no hay forma de que nuestro experimento hubiera funcionado".

En 2015, el investigador Ryan de Trinity College fue el autor principal de un artículo de ciencia con el Premio Nobel de MIT, Susumu Tonegawa, que mostró que los recuerdos podían recuperarse incluso después de que se bloqueara el fortalecimiento de la sinapsis. Ryan  persigue la idea de que los recuerdos se almacenan a través de conjuntos de neuronas unidas por nuevas conexiones sinápticas, no por el fortalecimiento de las conexiones existentes.

Sin embargo Ryan no cree que el comportamiento de los caracoles, o las neuronas cultivadas, demuestre que el ARN está transfiriendo recuerdos. Dijo que no entiende cómo el ARN, que funciona en una escala de tiempo de minutos a horas, podría estar causando la recuperación de memoria que es casi instantánea, o cómo el ARN podría conectar numerosas partes del cerebro, como los sistemas auditivo y visual, que están involucrados en recuerdos más complejos.

Pero hay muchos tipos diferentes de ARN, y el equipo de Glanzman planea hacer más investigaciones para determinar qué tipos afectan más directamente a la memoria.

Pero no nos dejemos llevar, ya que estamos hablando de caracoles, después de todo. Estos hallazgos no cierran el debate sobre dónde se almacenan los recuerdos, y ciertamente no significan que podamos restaurar al instante recuerdos detallados en humanos.

Lo que está en juego en el campo es alto porque la memoria es clave para nuestro sentido del yo y muchos científicos sienten que entender el funcionamiento de la memoria es algo que ya debería haberse resuelto. Es la última de las grandes preguntas de la biología del siglo XXI.

La realidad es que sabemos muy poco sobre la memoria.