Los ratones tienen células cerebrales que se dedican a almacenar recuerdos de otros ratones, según un nuevo estudio de neurocientíficos del MIT. Estas células, que se encuentran en una región del hipocampo conocida como CA1 ventral, almacenan "recuerdos sociales" que ayudan a dar forma a loscomportamiento de los ratones el uno hacia el otro.
Los investigadores también demostraron que pueden suprimir o estimular estos recuerdos mediante el uso de una técnica conocida como optogenética para manipular las células que transportan estos rastros de memoria o engramas.
"Puede cambiar la percepción y el comportamiento del ratón de prueba inhibiendo o activando las células ventrales CA1", dice Susumu Tonegawa, profesor Picower de Biología y Neurociencia y director del Centro RIKEN-MIT de Genética de Circuitos Neurales enPicower Institute for Learning and Memory.
Tonegawa es el autor principal del estudio, que aparece en la edición en línea del 29 de septiembre de ciencia . MIT postdoc Teruhiro Okuyama es el autor principal del artículo.
Seguimiento de la memoria social
En un conocido estudio publicado en 2005, los investigadores de Caltech identificaron neuronas en el cerebro humano que responden específicamente a imágenes de celebridades como Halle Berry o Brad Pitt, llevándolos a concluir que el cerebro tiene células dedicadas a almacenar recuerdos depersonas que están familiarizadas
Muchas de estas células se encontraron en y alrededor del hipocampo, que también es donde el cerebro almacena recuerdos de eventos, conocidos como recuerdos episódicos. El equipo del MIT sospechaba que en ratones, los recuerdos sociales pueden almacenarse en la CA1 ventral del hipocampo,en parte porque estudios previos han sugerido que esta región no está involucrada en el almacenamiento de recuerdos episódicos.
Los investigadores se propusieron probar esta hipótesis utilizando optogenética: al diseñar las neuronas del CA1 ventral para expresar proteínas sensibles a la luz, podían activar o inhibir artificialmente estas células al iluminarlas mientras los ratones interactuaban entre sí.
Primero, los investigadores permitieron que un ratón, conocido como "ratón de prueba", pasara tiempo con otro ratón durante dos horas, permitiendo que los ratones se familiarizaran entre sí. Poco después, el ratón de prueba fue colocado en una jaula con elmouse familiar y un mouse nuevo.
En circunstancias normales, los ratones prefieren interactuar con ratones que no habían visto antes. Sin embargo, cuando los investigadores utilizaron la luz para apagar un circuito que conecta el CA1 ventral a otra parte del cerebro llamada núcleo accumbens, el ratón de pruebainteractuó con los otros dos ratones por igual, porque su memoria del mouse familiar estaba bloqueada.
"La inhibición de CA1 ventral conduce al deterioro de la memoria social", dice Okuyama. "No pueden mostrar ninguna preferencia por el ratón nuevo. Se acercan a ambos ratones por igual".
Por otro lado, cuando los investigadores estimularon las células CA1 ventrales mientras el ratón de prueba interactuaba con un ratón nuevo, el ratón de prueba comenzó a tratar al ratón nuevo como si ya estuvieran familiarizados.
Este efecto fue específico de las interacciones sociales: interferir con el CA1 ventral no tuvo ningún efecto sobre la capacidad de los ratones para reconocer objetos o ubicaciones que habían visto previamente.
Re-despertar recuerdos
Cuando los investigadores monitorearon la actividad de las neuronas en la CA1 ventral, encontraron que después de que un ratón se familiarizó con otro ratón, cierta población de estas neuronas comenzó a responder específicamente al ratón familiar.
Estos patrones se podían ver incluso después de que los ratones parecían "olvidar" a los ratones que alguna vez fueron familiares. Después de aproximadamente 24 horas de separación, los ratones de prueba comenzaron a tratar a sus antiguos conocidos como extraños, pero las neuronas que habían sido sintonizadasratones familiares todavía dispararon, aunque no con tanta frecuencia. Esto sugiere que los recuerdos todavía se están almacenando a pesar de que los ratones de prueba ya no parecen recordar a los ratones que alguna vez conocieron.
Además, los investigadores pudieron "volver a despertar" estos recuerdos utilizando la optogenética. En un experimento, cuando el ratón de prueba interactuó por primera vez con otro ratón, los investigadores utilizaron una proteína sensible a la luz llamada canalrodopsina para etiquetar solo las células CA1 ventralesque se activaron con el tratamiento de familiarización. Cuando estas neuronas se reactivaron con luz 24 horas después, la memoria del ratón que alguna vez fue familiar regresó. Los investigadores también pudieron vincular artificialmente la memoria del ratón familiar con un positivo oemoción negativa.
El laboratorio de Tonegawa ha utilizado previamente esta técnica para identificar células del hipocampo que almacenan engramas que representan recuerdos episódicos. El nuevo estudio ofrece una fuerte evidencia de que los rastros de memoria para individuos específicos se almacenan en las neuronas del CA1 ventral, dice Tonegawa. "Hay algunostipo de cambio persistente que tiene lugar en esas células siempre que la memoria aún sea detectable ", dice.
Larry Young, profesor de psiquiatría y director del Centro de Ciencias Sociales Traslacionales de la Universidad de Emory, describió el estudio como "uno de los documentos más fascinantes relacionados con la neurociencia social que he visto".
"En este documento, identificaron un subconjunto de células en una región particular del cerebro que es el engrama, un conjunto de células que a través de sus conexiones en el núcleo accumbens, en realidad retiene la memoria de otro individuo", dice Young, quienno participó en el estudio. "Mostraron que el mismo grupo de neuronas disparó repetidamente en respuesta al mismo animal, lo cual es absolutamente increíble. Luego, entrar y controlar esas células específicas está realmente a la vanguardia".
Los investigadores del MIT ahora están investigando un posible vínculo entre la memoria social y el autismo. Algunas personas con autismo tienen una mutación del receptor de una hormona llamada oxitocina, que abunda en la superficie de las células ventrales CA1. El laboratorio de Tonegawa espera descubrir siEstas mutaciones pueden afectar las interacciones sociales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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