Optogenética, clave para reactivar recuerdos olvidados en situaciones de amnesia o traumas

A veces queremos borrar los recuerdos (investigadores ya trabajan en ello), otras veces lamentamos haber perdido la nitidez de aquellos que en algún momento de nuestra vida nos hicieron felices.

Aunque aún estamos lejos de una 'píldora milagrosa' capaz de hacernos rememorar con total veracidad nuestro pasado, científicos norteamericanos trabajan en una técnica que ha hecho posible reactivar recuerdos perdidos.

 

En un artículo publicado este jueves en la revista 'Science', investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, revelan que fueron capaces de reactivar recuerdos que de otra manera no podrían recuperarse, usando una tecnología conocida como optogenética -mediante la activación de las células cerebrales con luz-.

 

OPTOGENÉTICA: CÓMO RECUPERAR RECUERDOS OLVIDADOS

 

El hallazgo responde a una pregunta fuertemente debatida en neurociencia sobre la naturaleza de la amnesia, según Susumu Tonegawa, profesor en el Departamento de Biología del MIT y director del Centro RIKEN-MIT en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria, que dirigió la investigación realizada por losautores principales Tomás Ryan, Dheeraj Roy y Michelle Pignatelli.

 

Expertos en neurociencia han debatido durante muchos años si la amnesia retrógrada -fruto de lesiones traumáticas, estrés o enfermedades como el Alzheimer-- es causada por el daño a las células específicas del cerebro, lo que supone que un recuerdo no puede almacenarse, o si el acceso a la memoria se ve de alguna manera bloqueado, impidiendo su recuperación.

 

"La mayoría de los investigadores han apostado por la teoría del almacenamiento, pero hemos demostrado en este documento que esta teoría mayoritaria está probablemente equivocada --apunta Tonegawa--. La amnesia es un problema de deterioro de la recuperación".

 

Otros investigadores han especulado previamente con que en algún lugar de la red cerebral hay una población de neuronas que se activan durante el proceso de adquisición de un recuerdo, provocando cambios físicos o químicos duraderos. Si estos grupos de neuronas son posteriormente reactivados por un detonante como la vista o el olor, por ejemplo, se recuerda. Estas neuronas son conocidas como 'células de engramas de memoria'.

 

En 2012 el grupo de Tonegawa utilizó la optogenética --en la que se añaden proteínas a las neuronas para que puedan ser activadas con la luz-- para demostrar por primera vez que una población de neuronas existe en un área del cerebro llamada hipocampo.

 

Sin embargo, hasta ahora nadie ha sido capaz de demostrar que estos grupos de neuronas sufren cambios químicos duraderos, en un proceso conocido como la como consolidación de la memoria. Uno de esas modificaciones, conocida como "potenciación a largo plazo" (LTP, por sus siglas en inglés), implica el fortalecimiento de las sinapsis, las estructuras que permiten a grupos de neuronas enviar señales a otros, como resultado del aprendizaje y la experiencia.

 

Para averiguar si estos cambios químicos se producen realmente, estos investigadores identificaron primero un grupo de células de engramas en el hipocampo que, cuando se activan mediante el uso de herramientas optogenéticas, fueron capaces de expresar un recuerdo.

 

Cuando a continuación, registraron la actividad de este grupo particular de células, se encontraron con que las sinapsis que las conectan se habían fortalecido. "Hemos sido capaces de demostrar por primera vez que estas células específicas --un pequeño grupo de células en el hipocampo-- se habían sometido a este aumento de la fuerza sináptica", resume Tonegawa.

 

QUÉ SUCEDE A LOS RECUERDOS

 

Entonces, los científicos intentaron descubrir qué sucede a los recuerdos sin este proceso de consolidación. Mediante la administración de un compuesto llamado anisomicina, que bloquea la síntesis de las proteínas dentro de las neuronas, inmediatamente después de que los ratones hubieran formado un nuevo recuerdo, los investigadores lograron evitar que las sinapsis se fortaleciera.

 

Cuando regresaron un día después e intentaron reactivar el recuerdo utilizando un detonante emocional, no pudieron encontrar ningún rastro de él. "Así que, aunque las células de engramas están ahí, sin síntesis de proteínas esas sinapsis de células no se fortalecen, y el recuerdo se pierde", explica Tonegawa.

 

Pero sorprendentemente, cuando los investigadores reactivaron posteriormente la síntesis bloqueada de las proteínas de las células de engramas usando herramientas de optogenética, hallaron que los ratones mostraron todos los signos de recordar todo.

 

Otros estudios llevados a cabo por el equipo de Tonegawa demostraron que los recuerdos no se almacenan en las sinapsis reforzadas por la síntesis de proteínas en las células de engramas individuales, sino en un circuito o "vía" de múltiples grupos de células de engramas y sus conexiones.

 

"Estamos proponiendo un nuevo concepto, en el que hay una vía conjunta de las células de engrama, o circuito, para cada recuerdo -dice--. Este circuito abarca múltiples áreas del cerebro y los conjuntos de células de engrama en estas áreas están conectadas específicamente para un recuerdo en particular".

 

La investigación disocia los mecanismos utilizados en el almacenamiento de memoria de los de recuperación del recuerdo, según Ryan. "El fortalecimiento de la sinapsis de engramas es crucial para la capacidad del cerebro para acceder o recuperar esos recuerdos específicos, mientras que las vías de conectividad entre las células de engramas permite la codificación y almacenamiento de la información de la memoria en sí", concluye.