Una nueva investigación sugiere que los recuerdos pueden almacenarse en las conexiones entre las células de su cerebro
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Todos los dispositivos de almacenamiento de memoria, desde su cerebro hasta la memoria RAM de su computadora, almacenan información cambiando sus cualidades físicas. Hace más de 130 años, el neurocientífico pionero Santiago Ramón y Cajal sugirió por primera vez que el cerebro almacena información al reorganizar las conexiones, o sinapsis, entre las neuronas.
Desde entonces, los neurocientíficos han intentado comprender los cambios físicos asociados con la formación de la memoria. Pero visualizar y mapear sinapsis es un desafío. Por un lado, las sinapsis son muy pequeñas y están muy juntas. Son aproximadamente 10 mil millones de veces más pequeños que el objeto más pequeño que puede visualizar una resonancia magnética clínica estándar. Además, hay aproximadamente mil millones de sinapsis en el cerebro de los ratones que los investigadores usan a menudo para estudiar la función cerebral, y todas son del mismo color opaco a translúcido que el tejido que las rodea.
Una nueva técnica de imagen mis colegas y desarrollé, sin embargo, nos ha permitido mapear sinapsis durante la formación de la memoria. Descubrimos que el proceso de formación de nuevos recuerdos cambia la forma en que las células cerebrales se conectan entre sí. Mientras que algunas áreas del cerebro crean más conexiones, otras las pierden.
Mapeo de nuevos recuerdos en peces
Anteriormente, los investigadores se centraron en registrar las señales eléctricas producidas por las neuronas. Si bien estos estudios han confirmado que las neuronas cambian su respuesta a estímulos particulares después de que se forma un recuerdo, no pudieron identificar qué impulsa esos cambios.
Para estudiar cómo cambia físicamente el cerebro cuando forma una nueva memoria, creamos mapas en 3D de las sinapsis del pez cebra antes y después de la formación de la memoria. Elegimos peces cebra como sujetos de prueba porque son lo suficientemente grandes para tener cerebros que funcionan como los de las personas, pero lo suficientemente pequeños y transparentes para ofrecer una ventana al cerebro vivo.
Para inducir una nueva memoria en el pez, usamos un tipo de proceso de aprendizaje llamado condicionamiento clásico. Consiste en exponer a un animal a dos tipos diferentes de estímulos simultáneamente: uno neutro que no provoca una reacción y uno desagradable que el animal trata de evitar. Cuando estos dos estímulos se emparejan suficientes veces, el animal responde al estímulo neutral como si fuera el estímulo desagradable, lo que indica que ha creado una memoria asociativa que une estos estímulos.
Como estímulo desagradable, calentamos suavemente la cabeza del pez con un láser infrarrojo. Cuando el pez movió la cola, lo tomamos como una indicación de que quería escapar. Cuando el pez se expone a un estímulo neutral, una luz que se enciende y el movimiento de la cola significa que está recordando lo que sucedió cuando se encontró previamente con el estímulo desagradable.
Investigadores del Instituto Médico Howard Hughes capturaron un video de las neuronas encendidas de un pez cebra bebé mientras ve cosas y trata de moverse.
Para crear los mapas, modificamos genéticamente un pez cebra con neuronas que producen proteínas fluorescentes que se unen a las sinapsis y las hacen visibles. Luego tomamos imágenes de las sinapsis con un microscopio hecho a la medida que usa una dosis mucho más baja de luz láser que los dispositivos estándar que también usan fluorescencia para generar imágenes. Debido a que nuestro microscopio causó menos daño a las neuronas, pudimos obtener imágenes de las sinapsis sin perder su estructura y función.
Cuando comparamos los mapas de sinapsis en 3D antes y después de la formación de la memoria, descubrimos que las neuronas en una La región del cerebro, el palio dorsal anterolateral, desarrolló nuevas sinapsis mientras que las neuronas predominantemente en una segunda región, el palio dorsal anteromedial, perdieron sinapsis. Esto significaba que las nuevas neuronas se emparejaban, mientras que otras destruían sus conexiones. Experimentos anteriores han sugerido que el palio dorsal de los peces puede ser análogo a la amígdala de los mamíferos, donde se almacenan los recuerdos del miedo.
Sorprendentemente, los cambios en la fuerza de las conexiones existentes entre las neuronas que ocurrieron con la formación de la memoria fueron pequeños. e indistinguible de los cambios en los peces de control que no formaron nuevos recuerdos. Esto significaba que formar una memoria asociativa implica la formación y pérdida de sinapsis, pero no necesariamente cambios en la fuerza de las sinapsis existentes, como se pensaba anteriormente.
¿La eliminación de sinapsis podría eliminar recuerdos?
Nuestro nuevo El método de observación de la función de las células cerebrales podría abrir la puerta no solo a una comprensión más profunda de cómo funciona realmente la memoria, sino también a posibles vías para el tratamiento de afecciones neuropsiquiátricas como el TEPT y la adicción.
Vinculada conceptualmente al condicionamiento clásico, la terapia de exposición prolongada es una forma de tratar el PTSD.
Los recuerdos asociativos tienden a ser mucho más fuertes que otros tipos de recuerdos, como los recuerdos conscientes sobre lo que almorzaste ayer. Además, se cree que los recuerdos asociativos inducidos por el condicionamiento clásico son análogos a los recuerdos traumáticos que causan el PTSD. De lo contrario, los estímulos inofensivos similares a los que alguien experimentó en el momento del trauma pueden desencadenar el recuerdo de recuerdos dolorosos. Por ejemplo, una luz brillante o un ruido fuerte pueden traer recuerdos de un combate. Nuestro estudio revela el papel que pueden desempeñar las conexiones sinápticas en la memoria y podría explicar por qué los recuerdos asociativos pueden durar más y recordarse con mayor viveza que otros tipos de recuerdos.
Actualmente, el tratamiento más común para el PTSD, la terapia de exposición, implica exponer repetidamente al paciente a un estímulo inofensivo pero desencadenante para suprimir el recuerdo del evento traumático. En teoría, esto remodela indirectamente las sinapsis del cerebro para que la memoria sea menos dolorosa. Aunque ha habido cierto éxito con la terapia de exposición, los pacientes son propensos a recaer. Esto sugiere que la memoria subyacente que causa la respuesta traumática no ha sido eliminada.
Todavía se desconoce si la generación y pérdida de sinapsis realmente impulsan la formación de la memoria. Mi laboratorio ha desarrollado una tecnología que puede eliminar sinapsis de forma rápida y precisa sin dañar las neuronas. Planeamos usar métodos similares para eliminar sinapsis en peces cebra o ratones para ver si esto altera los recuerdos asociativos.
Con estos métodos, podría ser posible borrar físicamente los recuerdos asociativos que subyacen en condiciones devastadoras como el TEPT y la adicción. Sin embargo, antes de que se pueda contemplar un tratamiento de este tipo, los cambios sinápticos que codifican las memorias asociativas deben definirse con mayor precisión. Y obviamente existen serios obstáculos éticos y técnicos que deberían abordarse. Sin embargo, es tentador imaginar un futuro lejano en el que la cirugía sináptica podría eliminar los malos recuerdos.
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Un estudio muestra cómo se almacenan los recuerdos en el cerebro, con un impacto potencial en condiciones como el PTSD Proporcionado por The Conversation
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: Una nueva investigación sugiere que los recuerdos pueden almacenarse en las conexiones entre las células de su cerebro (2022, 11 de enero) consultado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022- 01-memories-brain-cells.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.