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Tras la posibilidad de alterar los recuerdos

Consiguen crear memorias artificiales en ratones dormidos mediante la excitación de las células de lugar de su cerebro.

Para crear recuerdos artificiales, los científicos colocaron un electrodo de medición en el hipocampo del ratón, con el fin de conocer la actividad de las células de lugar de su cerebro. Con otro electrodo estimulaban el fas­cículo telencefálico medial del animal. Esta estructura forma parte, junto con el núcleo accumbens, del sistema de recompensa, por lo que los investigadores podían relacionar una célula de lugar determinada con una experiencia positiva. [BUSKE-GRAFIK]

Aprenda mientras duerme. Este enunciado, que puede resultar harto sugerente para cualquiera, sobre todo para los estudiantes, de alguna manera lo ponemos en práctica. Cuando dormimos, nuestro cerebro ordena las memorias y fija las informaciones importantes. Si se observa la actividad cerebral durante el sueño profundo, se aprecian las llamadas oscilaciones de ondas agudas (sharp wave-ripples), unas oscilaciones ­cortas y de alta frecuencia que aparecen en el electroencefalograma. Al parecer, acontecen siempre que reproducimos durante el sueño una experiencia que hemos vivido. Como si alguien hubiese apretado el botón de «repetir», las neuronas se activan con un patrón parecido al que mostraron durante el día, pero más rápido. Ello ayuda a que las vivencias y los aprendizajes queden anclados en el cerebro.

Con el fin de descubrir si se pueden memorizar contenidos novedosos durante el sueño, Karim Benchenane, de la unidad de plasticidad cerebral del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, implantó dos electrodos en el cerebro de ratones. Uno de ellos debía estimular el fascículo telencefálico medial (región relacionada con el sistema de recompensa del cerebro); el otro era para medir una zona del hipocampo, en la que se alojan las células de lugar [véase «De A a B», por Tobias Melinger y Christian Doeller; Mente y cerebro n.o 53, 2012]. Estas células conforman, junto con las reticulares, nuestro sistema de navegación y se activan cuando nos encontramos en un sitio concreto: cada célula representa un punto.

En el reciente estudio, los investigadores dejaron a unos ratones que explorasen con total libertad un espacio abierto. Mediante el electrodo de medición, los científicos elegían una célula de lugar que se excitaba cuando el animal se hallaba en una zona determinada.

En una segunda fase del experimento, la mitad de los roedores volvieron al espacio que habían estado explorando. Cada vez que la célula de lugar elegida se activaba, los científicos estimulaban el sistema de recompensa del roedor a través del segundo electrodo. Durante ese rato, los demás múridos pudieron dormir. Los científicos aprovecharon una hora de sueño de los animales para estimular su sistema de recompensa cuando esa misma célula de lugar se activaba.

Recuerdos recompensados
Las células de lugar no se activan solo cuando el ratón se encuentra en el sitio que se corresponde a esa neurona; también lo hacen mientras acontecen las oscilaciones de ondas agudas del sueño profundo. En otras palabras, durante el sueño, el animal repasa mentalmente el entorno que ha recorrido. Cuando los científicos observaban que se excitaba la célula de lugar que habían escogido, estimulaban el sistema de recompensa del cerebro del ratón. Ello no alteraba ni el ritmo del sueño de los múridos ni el comportamiento de la célula de lugar.

Una vez despiertos, volvieron a colocar a los ratones en el entorno experimental.Estos se dirigieron directamente al sitio relacionado con la célula de lugar escogida. También permanecían más tiempo en ese emplazamiento que en otros, incluso si la prueba se repetía; aunque hasta un límite de veces. La tercera o cuarta ocasión que se volvía a situar al animal en el ambiente, su fijación se debilitaba. De hecho, se comportaba de la misma manera que sus congéneres recompensados durante la vigilia: en las dos primeras ocasiones, estos se dirigieron directamente al lugar determinado por los científicos, pero en el tercer intento se mostraban menos perseverantes. Esta pérdida de memoria resulta común en los experimentos sin recompensa.

En resumen, la recompensa asociada a la actividad de las células de lugar relaciona el sitio que representa esa célula con una experiencia positiva. La conducta perseverante de los roedores sugiere que se trata de un recuerdo concreto. En el caso de los ratones que dormían, este se había implantado artificialmente, pues los animales no fueron recompensados nunca cuando se encontraban en el lugar determinado.

Aunque el hallazgo de las células de lugar se remonta al año 1971 y se otorgó el premio Nobel de fisiología o medicina a sus descubridores, así como a los de las células reticulares, justo el año pasado, hasta ahora no se había comprobado su función de forma directa. Durante la vigilia resulta difícil distinguir la ubicación de un animal a través de la actividad celular que acontece en ese momento. De hecho, esta correlación llevó a establecer el concepto de células de navegación. En cambio, el desacoplamiento de ambos aspectos durante el sueño ha permitido demostrar el papel que desempeñan las células de lugar durante la orientación y la memoria espacial.

El nuevo hallazgo podría contribuir al tratamiento de las personas con trastornos del sueño. Al parecer, los recuerdos traumáticos se encuentran almacenados en redes neuronales concretas, como también sucede con las informaciones espaciales. Ello sugiere que también se podrían relacionar con señales positivas. No obstante, todavía deberemos esperar un poco para verlo.

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