Cuando tenemos una nueva experiencia, la memoria 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 de la memoria, como la ubicación dondeevento ocurrido o las emociones asociadas con él.
Los neurocientíficos que estudian la memoria siempre han creído que cuando recordamos estos recuerdos, nuestros cerebros se activan en el mismo circuito del hipocampo que se activó cuando se formó originalmente la memoria. Sin embargo, los neurocientíficos del MIT ahora han demostrado, por primera vez, que recordar unla memoria requiere un circuito de "desvío" que se bifurca del circuito de memoria original.
"Este estudio aborda una de las preguntas más fundamentales en la investigación del cerebro, a saber, cómo se forman y recuperan los recuerdos episódicos, y proporciona evidencia de una respuesta inesperada: circuitos diferenciales para recuperación y formación", dice Susumu Tonegawa, el profesor de Picowerde Biología y Neurociencia, director del Centro RIKEN-MIT de Genética de Circuitos Neurales en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria, y autor principal del estudio.
Este circuito de recuerdo distinto nunca se había visto antes en un animal vertebrado, aunque un estudio publicado el año pasado encontró un circuito de recuerdo similar en el gusano Caenorhabditis elegans.
Dheeraj Roy, un recipiente reciente de doctorado del MIT, y el científico investigador Takashi Kitamura son los autores principales del artículo, que aparece en la edición en línea del 17 de agosto de Celda . Otros autores del MIT son postdocs Teruhiro Okuyama y Sachie Ogawa, y el estudiante graduado Chen Sun. Yuichi Obata y Atsushi Yoshiki del RIKEN Brain Science Institute también son autores del artículo.
partes desconocidas
El hipocampo se divide en varias regiones con diferentes funciones relacionadas con la memoria, la mayoría de las cuales han sido bien exploradas, pero un área pequeña llamada subículo ha sido poco estudiada. El laboratorio de Tonegawa se dispuso a investigar esta región usando ratones quefueron diseñados genéticamente para que sus neuronas subiculares pudieran activarse o desactivarse con luz.
Los investigadores utilizaron este enfoque para controlar las células de memoria durante un evento de acondicionamiento del miedo, es decir, una leve descarga eléctrica administrada cuando el mouse está en una cámara en particular.
Investigaciones anteriores han demostrado que la codificación de estos recuerdos involucra células en una parte del hipocampo llamada CA1, que luego transmite información a otra estructura cerebral llamada corteza entorrinal. En cada ubicación, pequeños subconjuntos de neuronas se activan, formando rastros de memoria conocidos comoengramas
"Se ha pensado que los circuitos que participan en la formación de 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, era desconocida.
En un grupo de ratones, el equipo del MIT inhibió las neuronas del subículo cuando los ratones se sometieron a acondicionamiento por miedo, lo que no tuvo ningún efecto sobre su capacidad para recordar más tarde la experiencia. Sin embargo, en otro grupo, inhibieron las neuronas subiculares después de que el condicionamiento por miedoocurrió cuando los ratones se volvieron a colocar en la cámara original. Estos ratones no mostraron la respuesta habitual al miedo, lo que demuestra que su capacidad para recordar la memoria estaba dañada.
Esto proporciona evidencia de que el circuito de desvío que involucra el subículo es necesario para el recuerdo de la memoria pero no para la formación de la memoria. Otros experimentos revelaron que el circuito directo desde CA1 a la corteza entorrinal no es necesario para el recuerdo de la memoria, pero es necesario para la formación de la memoria.
"Inicialmente, no esperábamos que el resultado saliera de esta manera", dice Tonegawa. "Simplemente planeamos explorar cuál podría ser la función del subículo".
Edición de recuerdos
¿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 es que las interacciones de los dos circuitos facilitan la edición o actualización de recuerdos. A medida que el circuito de recuerdo se activa, simultáneamentela activación del circuito de formación de memoria permite agregar nueva información.
"Creemos que tener estos circuitos en paralelo ayuda al animal a recordar primero la memoria y, cuando sea necesario, codificar nueva información", dice Roy. "Es muy común cuando recuerdas una experiencia previa, si hay algo nuevo que agregar, aincorporar la nueva información en la memoria existente "
Otra posible función del circuito de desvío es ayudar a estimular las respuestas al estrés a largo plazo. Los investigadores descubrieron que el subículo se conecta a un par de estructuras en el hipotálamo conocidas como cuerpos mamilares, que estimulan la liberación de hormonas del estrés llamadas corticosteroides.Eso tiene lugar al menos una hora después de que se recuerde el terrible recuerdo.
Si bien los investigadores identificaron el sistema de dos circuitos en experimentos que involucran recuerdos con un componente emocional tanto positivo como negativo, el sistema probablemente esté involucrado en cualquier tipo de memoria episódica, dicen los investigadores.
Los hallazgos también sugieren una posibilidad intrigante relacionada con la enfermedad de Alzheimer, según los investigadores. El año pasado, Roy y otros en el laboratorio de Tonegawa descubrieron que los ratones con una versión de la enfermedad de Alzheimer en etapa temprana tienen problemas para recordar recuerdos pero aún pueden formarsenuevos recuerdos. El nuevo estudio sugiere que este circuito subiculum puede verse afectado en la enfermedad de Alzheimer, aunque los investigadores no lo han estudiado.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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