Utilizando un microscopio en miniatura que abre una ventana al cerebro, los neurocientíficos de UCLA han identificado en ratones cómo el cerebro vincula diferentes recuerdos a lo largo del tiempo. Si bien el envejecimiento debilita estas conexiones, el equipo ideó una forma para que el cerebro de mediana edad reconecte recuerdos separados.
Los hallazgos, que se publicaron en la edición avanzada en línea de Naturaleza , sugiera una posible intervención para personas que padecen problemas de memoria relacionados con la edad.
"Hasta ahora, los neurocientíficos se han centrado en cómo el cerebro crea y almacena recuerdos únicos", dijo el investigador principal Alcino Silva, profesor de neurobiología en la Facultad de Medicina David Geffen de UCLA. "Queríamos explorar cómo el cerebro vincula dosrecuerdos y si el paso del tiempo afecta la fuerza de la conexión ".
"En el mundo real, los recuerdos no ocurren de forma aislada", dijo la primera autora Denise Cai, investigadora del laboratorio de Silva. "Nuestras experiencias pasadas influyen en la creación de nuevos recuerdos y nos ayudan a predecir qué esperar y tomar decisiones informadasen el futuro."
En un intrincado experimento, el equipo de UCLA probó en ratones jóvenes y de mediana edad si el cerebro vinculaba los recuerdos de experiencias separadas por cinco horas frente a siete días.
Observación de neuronas en tiempo real
El laboratorio usó un microscopio en miniatura, llamado Miniscope, que fue desarrollado por los neurocientíficos de UCLA Dr. Peyman Golshani, Baljit Khakh y Silva con fondos de la Iniciativa presidencial BRAIN y la Escuela Geffen. La potente cámara del instrumento permitió a los científicos mirar enlos cerebros de las crías y observar sus células en acción. El diminuto microscopio montado en la cabeza iluminó las neuronas de los animales mientras los ratones se movían libremente en sus entornos naturales.
Durante 10 minutos a la vez, cada ratón se colocó en tres cajas, todas únicas en términos de fragancia, forma, iluminación y suelo. Colocación de una semana separada en la primera y la segunda caja. Solo cinco horas separadas de tiempo en elsegundo y tercer recuadro, donde el ratón recibió más tarde un pequeño golpe en el pie.
Dos días después, el equipo devolvió cada ratón a las tres cajas. Como se esperaba, los ratones se congelaron de miedo cuando reconocieron el interior de la tercera caja.
Lo que sucedió después, sin embargo, fue una sorpresa.
"El ratón también se congeló en el segundo cuadro, donde no se produjo ninguna descarga", observó Silva. "Esto sugiere que el ratón transfirió su recuerdo del impacto en el tercer cuadro a su experiencia en el segundo cuadro cinco horas antes".
Cuando Silva y Cai examinaron los cerebros de los animales, la actividad neuronal confirmó su hipótesis.
"Las mismas células cerebrales que registraron el impacto del ratón en el tercer cuadro también codificaron su memoria del segundo cuadro unas horas antes", dijo Cai. "Vimos un 20 por ciento más de superposición en los circuitos neuronales que registraron las experiencias del animal enlos recuerdos que se desarrollaron más cerca en el tiempo ".
En otras palabras, dice Silva, "los recuerdos se interrelacionaron en la forma en que fueron codificados y almacenados por el cerebro, de modo que el recuerdo de un recuerdo desencadenó el recuerdo de otro recuerdo relacionado en el tiempo".
Emocionando el cerebro
Basado en un hallazgo anterior de Silva, el equipo sabía que es más probable que una célula codifique un recuerdo cuando está activada y lista para disparar. Los neurocientíficos se refieren a esta condición como excitabilidad.
"El cerebro excitable ya está calentado", dijo Silva. "Es como estirar los músculos antes de hacer ejercicio o acelerar el motor de su automóvil antes de conducir".
Con la sospecha de que el envejecimiento debilita la capacidad de las neuronas para excitarse por completo, los investigadores de UCLA llevaron a cabo un experimento similar en ratones de mediana edad. Introdujeron a cada uno de los ratones en dos cajas, con cinco horas de diferencia, y administraron una descarga en el pie en la segunda caja.
Cuando regresaron los animales a las cajas dos días después, los resultados no podrían haber sido más claros.
"Los ratones más viejos se congelaron solo en la caja donde habían recibido una descarga", explicó Cai. "No reaccionaron en la primera caja".
Un vistazo a los miniscopios confirmó que los cerebros de los ratones no conectaban los dos recuerdos; cada recuerdo estaba codificado en su propio circuito neuronal.
Rescate de conexiones perdidas
A continuación, el equipo se centró en impulsar la capacidad de los animales más viejos para vincular recuerdos. Cai usó una herramienta biológica para excitar neuronas en una pequeña parte del hipocampo, el centro de memoria del cerebro, antes de introducir a los ratones en la primera caja..
Estimuló las mismas células antes de colocar a los ratones en la primera caja y la segunda caja, donde recibieron una descarga en el pie dos días después.
"La prueba en el pudín llegó cuando volvimos a introducir a los ratones de mediana edad en la primera caja", dijo Silva. "Los animales se congelaron; ahora relacionaron la conmoción que ocurrió en la segunda caja con la primera. Esto sugiere queel aumento de la excitabilidad había revertido su incapacidad relacionada con la edad para vincular los recuerdos ".
Cai y Silva están probando actualmente el efecto de un fármaco aprobado por la FDA sobre la capacidad de los ratones de mediana edad para conectar recuerdos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Ciencias de la salud de Los Ángeles . Original escrito por Elaine Schmidt. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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