Neurocientíficos descubren cómo el ser humano recuerda el pasado

Cuando una persona tiene una nueva experiencia, el recuerdo de ese evento se almacena en un circuito neural que conecta varias partes del hipocampo y otras estructuras cerebrales. Cada grupo de neuronas puede almacenar diferentes aspectos del recuerdo, como la ubicación donde ocurrió el evento o las emociones asociadas con él.

Los neurocientíficos que estudian la memoria creen desde hace tiempo que, cuando el ser humano recuerda estos recuerdos, el cerebro gira en el mismo circuito del hipocampo que se activó cuando se formó originalmente el recuerdo.

Sin embargo, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, han demostrado que recordar un recuerdo requiere un circuito de "desvío" que se ramifica del circuito original de memoria.

"Este estudio aborda una de las preguntas más fundamentales en la investigación del cerebro, cómo se forman y recuperan las memorias episódicas, y proporciona evidencia de una respuesta inesperada: circuitos diferenciales para la recuperación y la formación", dice el autor principal del estudio, Susumu Tonegawa, profesor de Biología y Neurociencia, director del Centro RIKEN-MIT para Genética de Circuitos Neuronales del Instituto Picower de Aprendizaje y Memoria.

Este circuito de recuerdo distinto nunca se ha visto antes en un animal vertebrado, aunque un estudio publicado el año pasado encontró un circuito de recuerdo similar en el gusano 'Caenorhabditis elegans'.

El científico del MIT Dheeraj Roy y el investigador Takashi Kitamura son los principales autores del artículo sobre este trabajo que se detalla en la edición digital de este jueves pasado de la revista 'Cell'.

El hipocampo se divide en varias regiones con diferentes funciones relacionadas con la memoria, la mayoría de las cuales han sido bien exploradas, pero se ha estudiado poco un pequeño área llamado subículo. El laboratorio de Tonegawa se propuso investigar esta región utilizando ratones que fueron genéticamente modificados para que sus neuronas subiculares pudieran activarse o apagarse usando luz.

Los investigadores usaron este método para controlar las células de memoria durante un evento de condicionamiento del miedo, es decir, una descarga eléctrica leve cuando el roedor está en una cámara en particular.

Revelada la función del subículo

La investigación anterior ha demostrado que la codificación de estos recuerdos implica células en una parte del hipocampo llamado CA1, que luego transmite información a otra estructura cerebral llamada corteza entorrinal. En cada localización, se activan pequeños subconjuntos de neuronas, formando huellas de memoria conocidas como engramas.

"Se ha pensado que los circuitos que están involucrados en la formación de los engramas son los mismos que los circuitos involucrados en la reactivación de estas células que ocurre durante el proceso de recuperación", dice Tonegawa.

Sin embargo, los científicos habían identificado previamente conexiones anatómicas que se desvían de CA1 a través del subículo, que luego se conecta a la corteza entorrinal. La función de este circuito, y del subículo en general, se desconocía.

En un grupo de ratones, el equipo del MIT inhibió las neuronas del subículo, ya que los roedores sufrieron un condicionamiento del miedo, lo cual no afectó a su capacidad de recordar más tarde la experiencia.

Sin embargo, en otro grupo, inhibieron las neuronas del subículo después de que se produjera el condicionamiento del miedo, cuando los roedores fueron colocados de nuevo en la cámara original. Estos animales no mostraron la respuesta habitual de miedo, demostrando que su capacidad para recordar el recuerdo se vio afectada.

Esto proporciona evidencia de que el circuito de desvío que implica el subículo es necesario para recordar el recuerdo, pero no para la formación del recuerdo. Otros experimentos revelaron que el circuito directo de CA1 a la corteza entorrinal no es necesario para recordar el recuerdo, pero es necesario para la formación del recuerdo.

"Inicialmente, no esperábamos que el resultado saliera de esta manera, reconoce Tonegawa.

Simplemente, planeamos explorar cuál podría ser la función del subículo". ¿Por qué el hipocampo necesitaría dos circuitos distintos para la formación y el recuerdo de la memoria? Los investigadores encontraron evidencia de dos posibles explicaciones. Una de ellas es que las interacciones de los dos circuitos facilitan la edición o actualización de los recuerdos; a medida que se activa el circuito de recuperación, la activación simultánea del circuito de formación del recuerdo permite añadir nueva información. "Creemos que tener estos circuitos en paralelo ayuda al animal primero a recordar el recuerdo, y cuando es necesario, codificar nueva información, explica Roy.

Es muy común cuando te acuerdas de una experiencia anterior, si hay algo nuevo que agregar, para incorporar la nueva información en la memoria existente". Otra posible función del circuito de desvío es ayudar a estimular las respuestas de estrés a más largo plazo.