Cómo recuperar recuerdos perdidos 07.06.2015

La mayoría de las veces, cuando hablan de amnesia, se refieren a su variedad anterógrada o retrógrada. Es fácil distinguirlos: amnesia anterógrada: una violación de la memoria sobre lo que sucedió después del inicio de la enfermedad; retrógrado: deterioro de la memoria de lo que sucedió antes del inicio de la enfermedad. Ambos pueden ocurrirle a una persona debido a una lesión cerebral, o debido a un estrés severo, o debido a una enfermedad neurológica severa (por ejemplo, el síndrome de Alzheimer). Obviamente, la causa específica de la amnesia es que algunas neuronas relacionadas con el registro y almacenamiento de información, por alguna razón, dejan de funcionar como deberían. Pero, ¿cuál es la esencia de estos problemas? Algunos (y la mayoría) defienden la hipótesis de que la información simplemente se pierde de los circuitos neuronales para que no se pueda recuperar. Otros creen que estamos lidiando con un problema de acceso aquí, que la información todavía está en el almacén del cerebro, pero se ha bloqueado y no podemos acceder a ella.

Aparentemente, la hipótesis del acceso bloqueado sigue siendo cierta: los resultados de los experimentos de Susumu Tonegawa y los empleados de su laboratorio en el Instituto Tecnológico de Massachusetts hablan a su favor. El mismo Tonegawa recibió el Premio Nobel en 1987 por el descubrimiento del principio genético de la formación de la diversidad de anticuerpos, pero luego cambió a mecanismos de memoria celular. Y aquí él y sus colegas lograron un éxito extraordinario. Así, por ejemplo, el año pasado publicaron varios artículos en los que describían cómo el cerebro recuerda la secuencia de eventos y cómo se corrige la memoria de trabajo cuando de repente nos damos cuenta de que hicimos algo mal. Finalmente, en su artículo de Nature del año pasado, hablaron sobre la reprogramación de la memoria emocional: al influir en las neuronas del hipocampo, los investigadores pudieron literalmente convertir los malos recuerdos en buenos.

En 2012, el grupo de Tonegawa pudo confirmar la existencia de células de engrama en el hipocampo (uno de los principales centros de memoria). Un engrama se entiende como una huella dejada por un estímulo; si hablamos de neuronas, entonces una señal repetida (un sonido, un olor, un determinado entorno, etc.) debería provocar en ellas algunos cambios físicos y bioquímicos. Si luego se repite el estímulo, entonces se activa el "rastro", y las células en las que está presente recuperarán toda la memoria de la memoria. En otras palabras, nuestras neuronas de engrama ("clave") son responsables de acceder a la información registrada, y para que funcionen por sí mismas, deben verse afectadas por una señal clave. Pero, además, tales células deben ser capaces de preservar de alguna manera las huellas de los estímulos. En la práctica, esto significa que las sinapsis intercelulares deben fortalecerse entre las células del engrama: cuanto más fuertes sean, más confiablemente pasará la señal entre ellas, más fuerte recordarán las neuronas un determinado estímulo. Sin embargo, hasta hace poco, no hubo confirmaciones experimentales aquí: nadie sabía si los cambios bioquímicos específicos realmente ocurren en tales neuronas asociadas con la memorización de un estímulo.

Los investigadores utilizaron los mismos métodos de optogenética que les permitieron confirmar la existencia misma de células "clave" hace unos años. Recuerde que la esencia de la optogenética es que una neurona introduce una proteína fotosensible que forma un canal iónico en la membrana celular: una señal luminosa abre el canal, los iones se redistribuyen a ambos lados de la membrana y la neurona se "enciende" o "se duerme", dependiendo de lo que se necesite en una experiencia particular. Primero, encontraron células en el hipocampo de ratones que encendían recuerdos cuando ellos mismos eran activados por la luz. Estas células, como escriben los autores del trabajo en su artículo en Science, realmente fortalecieron las conexiones intercelulares; en otras palabras, juntas formaron un interruptor neuronal que, en una señal, abrió el acceso a un determinado bloque de información. El aumento del contacto intercelular hace que la célula necesite más proteínas que sirvan a la sinapsis, es decir, todo descansa en el proceso de biosíntesis de proteínas. La síntesis en las neuronas se detuvo con un antibiótico, y esto se hizo inmediatamente después de que el ratón memorizara algo. Las sinapsis en este caso permanecieron frágiles y, lo que es más importante, el ratón no pudo recordar nada al día siguiente cuando estuvo expuesto al mismo estímulo que estuvo activo durante el entrenamiento. Resultó una verdadera amnesia retrógrada: el recuerdo de lo que sucedió antes de que desapareciera el tratamiento con antibióticos y fue imposible restaurarlo con la ayuda de estímulos comunes.

Pero las mismas células del engrama que se suponía que debían responder a un estímulo clave y que estaban en silencio debido a las sinapsis debilitadas portaban modificaciones optogenéticas. Y ahora, si se activaron con la ayuda de un pulso de luz, la memoria de los animales volvió. Si descartamos los detalles sobre las células interruptoras especiales, las sinapsis y la síntesis de proteínas, resulta que los neurocientíficos restauraron la memoria con la ayuda de un destello de luz en el cerebro.

Pero el énfasis aún debe ponerse en las neuronas del engrama, sin importar cuán extraño pueda parecer su nombre para una audición inusual. Anteriormente, el laboratorio de Tonegawa pudo demostrar que no solo una célula es responsable de activar la memoria, sino un circuito neuronal de varias de esas neuronas. Basándose en los nuevos datos, los investigadores proponen el siguiente diagrama de cómo se organiza la memoria en el cerebro de los mamíferos (y, quizás, en general, en la mayoría de los animales con sistema nervioso central). Su punto principal es que diferentes estructuras son responsables de almacenar y activar la memoria: grupos de células de engramas se encargan de otros circuitos neuronales que almacenan bloques de información, y las neuronas de activación pueden, en cierto sentido, compararse con los bibliotecarios que prestan libros a pedido. Además, la relación entre las neuronas de activación y las neuronas de almacenamiento puede ser diferente, por ejemplo, una red de activación puede actuar sobre varias unidades de memoria a la vez, y las relaciones específicas entre esas y otras aún deben estudiarse adecuadamente.

Por supuesto, esto no significa que el deterioro o la pérdida de memoria se deba únicamente a fallas en las celdas de engrama, los problemas también pueden comenzar en el "almacenamiento principal". Sin embargo, desde un punto de vista práctico, sigue siendo útil saber sobre qué células nerviosas se debe actuar para restaurar recuerdos olvidados hace mucho tiempo, porque puede ser que los recuerdos en sí no hayan desaparecido, solo necesita " despertar” las células que son responsables de ellos.