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Investigadores en Nueva York desarrollaron un laberinto de realidad virtual para ratones en un intento de desmitificar una pregunta que ha estado atormentando a los neurocientíficos durante décadas: ¿Cómo se almacenan los recuerdos a largo plazo?
Lo que encontraron los sorprendió. Después de formarse en el hipocampo, una estructura curva que se encuentra en lo profundo del cerebro, los recuerdos de los ratones en realidad estaban enraizados en lo que se llama el tálamo anterior, un área del cerebro que los científicos normalmente no han asociado con el procesamiento de la memoria.
«El hecho de que el tálamo fuera un claro ganador aquí fue muy interesante para nosotros e inesperado», dijo Priya Rajasethupathy, profesora asociada de la Universidad Rockefeller y una de las coautoras de un estudio revisado por pares publicado en la revista. Celúla esta semana. El tálamo “a menudo se ha considerado como un relé sensorial, no muy cognitivo, no muy importante en la memoria”.
Sin embargo, esta nueva investigación indica que podría desempeñar un papel vital en la conversión de recuerdos a corto plazo en recuerdos a largo plazo. Y Rajasethupathy dijo que eso debería hacer del tálamo un área clave de estudio para los investigadores que intentan ayudar a los pacientes que padecen enfermedades como el Alzheimer, que pueden recordar viejos recuerdos pero pueden tener problemas para recordar información nueva.
“Implica a una parte del cerebro, el tálamo, en el almacenamiento a largo plazo de recuerdos de una manera que nadie más había planteado”, dijo Loren Frank, profesor de fisiología en la Universidad de California en San Francisco. que no participó en el estudio.
Rajasethupathy señaló que los neurocientíficos saben desde hace mucho tiempo que los recuerdos toman forma en el hipocampo, y es el foco de la gran mayoría de las investigaciones sobre afecciones como la amnesia y el Alzheimer.
Investigaciones anteriores “condujeron a este modelo en el que los recuerdos se forman en el hipocampo, pero luego se vuelven independientes con el tiempo y se estabilizan lentamente en la corteza”, la parte más externa y arrugada del cerebro. La pregunta ha sido exactamente cómo viajan los recuerdos de un área a otra, dijo Rajasethupathy.
“Diría que ese proceso ha sido misterioso durante más de 50 años”, dijo Rajasethupathy.
Agregó que era el momento adecuado para que su laboratorio intentara encontrar una respuesta gracias a la nueva tecnología que permitió a los investigadores rastrear la actividad en múltiples partes del cerebro de cada sujeto. Las innovaciones permitieron al equipo rastrear cómo viajan los recuerdos a medida que los ratones aprendían a navegar por un laberinto.
“Creo que lo que hicieron fue técnicamente muy desafiante”, dijo Frank. “Particularmente cuando intentaban (observar) la actividad de múltiples neuronas en tres áreas diferentes a la vez, utilizando este tipo de microscopios de fibra. Eso es algo bastante avanzado”.
El estudio, dirigido por los estudiantes graduados de Rockefeller Andrew Toader y Josue Regalado, que trabajaban dentro del laboratorio de Rajasethupathy, involucró atar a los ratones a un casco diseñado para mantenerlos estables mientras una máquina usaba fibras ópticas para registrar su actividad cerebral.
El laberinto los llevó a varias «habitaciones» que ofrecían incentivos, como agua azucarada, o disuasivos, como una bocanada de aire en la cara.
Los ratones regresaron al laberinto durante días, tiempo suficiente para que crearan recuerdos a largo plazo.
“La analogía sería tu cena de cumpleaños versus la cena que tuviste hace tres martes”, dijo Toader en un comunicado. “Es más probable que recuerdes lo que comiste en tu cumpleaños porque es más gratificante para ti (todos tus amigos están allí, es emocionante) en lugar de solo una cena típica, que quizás recuerdes al día siguiente pero probablemente no un mes después. ”
Mientras tanto, los investigadores utilizaron productos químicos para inhibir partes del cerebro de los ratones para determinar cómo afectaba su capacidad para crear y almacenar recuerdos.
No solo descubrieron que el tálamo anterior era un punto de referencia crucial para estos recuerdos, sino que también descubrieron que al estimular esa área en el cerebro de los roedores, los investigadores podían «ayudar a los ratones a retener recuerdos que normalmente olvidarían», según a comunicado de prensa sobre el estudio
Rajasethupathy agregó: “Algunos recuerdos son más importantes para nosotros que otros. Descubrimos que los ratones no solo necesitan el tálamo anterior para consolidar los recuerdos, sino que, al activarlo, podríamos mejorar la consolidación de un recuerdo que los ratones normalmente olvidarían”.
Rajasethupathy señaló que hubo algunas limitaciones en el estudio. Por ejemplo, no indica que viajar a través del tálamo anterior sea la única ruta que pueden tomar los recuerdos en su camino hacia el almacenamiento a largo plazo.
«Quiero ser claro que este no es el final, todo será todo”, dijo. “Tal vez no todo se consolide por esta vía. Pero estoy muy seguro de que este es un circuito muy importante”.
Este estudio también se basó en ratones, que no tienen cerebros idénticos a los humanos, pero han demostrado ser modelos extremadamente útiles para descubrir cómo funcionan nuestros propios cerebros. El proceso de almacenamiento de la memoria a largo plazo lleva semanas en los roedores, mientras que puede llevar meses en los humanos, añadió Rajasethupathy.
También es posible que diferentes tipos de memoria tomen diferentes caminos, anotó. Hay recuerdos explícitos, que se centran en hechos, cifras y puntos de datos específicos, y los recuerdos implícitos suelen estar vinculados a la emoción y pueden formarse sin que la persona se dé cuenta. El tálamo puede no estar involucrado de la misma manera para ambos tipos de información.
Pero Frank, el profesor de la UCSF, dijo que el estudio tendrá amplias implicaciones para futuras investigaciones, lo que estimulará más investigaciones sobre el papel del tálamo en el almacenamiento de la memoria.
“Es bueno para el campo llegar al punto en que podemos pensar en la evolución a largo plazo de los recuerdos y realmente tratar de entender cómo funciona”, dijo. “Y el estudio es definitivamente un paso en esa dirección”.
