La neurogénesis adulta, en la que se generan nuevas neuronas dentro del hipocampo en el cerebro adulto completamente desarrollado, ocurre en ratones, pero la forma en que las nuevas neuronas se integran funcionalmente en los circuitos cerebrales existentes sigue siendo en gran medida desconocida. Un estudio publicado el 4 de junio en la revista neurona muestra un nuevo papel importante para las neuronas generadas durante la edad adulta en la consolidación de recuerdos durante el sueño en ratones.
Los estudios anteriores han vinculado la presencia de neuronas nacidas en adultos ABN a los recuerdos y la plasticidad sináptica, lo que los convierte en candidatos lógicos para participar en la consolidación de la memoria durante el sueño, cuando las neuronas del hipocampo a menudo repiten patrones de actividad presentes cuando el animal aprende una nueva tareaPero la función de los ABN durante el sueño ha sido desconocida.
Ahora, el autor principal Masanori Sakaguchi, profesor asociado del Instituto Internacional de Medicina Integral del Sueño de la Universidad de Tsukuba, Japón, descubrió que los ABN son esenciales para la remodelación estructural sináptica y la consolidación de la memoria durante el sueño de movimiento ocular rápido REM en ratones.
"Nuestro estudio es el primero en mostrar cualquier actividad y función de ABN durante el sueño en animales", dice. "Nuestros resultados allanan el camino para revelar ideas mecanicistas sobre cómo los ABN se vinculan con las funciones de memoria conocidas durante el sueño".
Los investigadores pudieron detectar la actividad de ABN mediante el uso de nuevas técnicas para visualizar la actividad neuronal durante una duración de cuatro horas en ratones que duermen naturalmente. Debido a que un solo episodio REM generalmente dura menos de un minuto en ratones, los investigadores manipularon con precisión la actividad de ABN duranteestos episodios a través de la optogenética: ingeniería genética de las neuronas para permitir que los científicos las estimulen con luz.
Sakaguchi y sus colegas se sorprendieron inicialmente al ver que los ABN jóvenes mostraban poca actividad durante el sueño. Luego vieron que una pequeña población de ABN se activaba mientras los ratones estaban aprendiendo un recuerdo de miedo, recibiendo un shock leve en el pie, y se reactivaron ensueño REM posterior.
"Aunque los niveles de actividad de ABN en realidad disminuyeron durante el sueño REM una vez que los animales aprendieron con éxito la memoria, un proceso de consolidación de memoria durante el sueño REM reactivó los ABN que se habían activado cuando los ratones estaban aprendiendo", dice Sakaguchi. Por lo tanto, cuando ABNla actividad fue silenciada, la consolidación general de la memoria de los animales se vio afectada. La manipulación optogenética que aumentó y disminuyó la actividad de ABN durante el sueño REM resultó en un deterioro de la memoria, lo que sugiere que hay actividades de ABN altamente coordinadas que desempeñan papeles críticos para la consolidación de la memoria durante el sueño REM.
Los próximos pasos implican explorar cómo la reactivación de los ABN durante el sueño REM consolida la memoria. ¿La reactivación representa la reproducción de la memoria? ¿Qué coordina la actividad de ABN durante el sueño REM? ¿Cómo los ABN refuerzan la consolidación de la memoria en sentido descendente?
"Creemos que estos mecanismos son críticos para que las nuevas neuronas se integren funcionalmente en los circuitos neuronales existentes", dice Sakaguchi. Espera que "colectivamente, estos estudios contribuyan al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para regenerar el cerebro dañado".
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