¿Cómo almacena el cerebro el conocimiento para que podamos recordar lo aprendido al día siguiente o incluso más tarde? Para averiguarlo, investigadores de la Universidad de Oslo desconectaron un tipo de neurona en el cerebro de ratones mientras los animales descansaban tras aprender algo nuevo.
por Cecilie Bakken Høstmark, Universidad de Oslo
Esto proporcionó nuevas respuestas a lo que sucede realmente cuando recordamos experiencias previas para usarlas posteriormente. El estudio se publicó en la revista Science Advances .
En la primera fase de este experimento, se entrenó a ratones para que reconocieran que una imagen con un patrón específico significaba que recibirían una recompensa en forma de una bebida dulce. A continuación, se colocó a dos grupos de ratones frente a una pantalla de ordenador, donde pudieron ver varias imágenes con diferentes patrones. Para demostrar que recordaban qué imagen les otorgaba una recompensa, los ratones tuvieron que lamer una pequeña boquilla que dispensaba la bebida.
Mientras los ratones realizaban esta acción, investigadores de la Universidad de Oslo monitorizaron la actividad de sus neuronas con un microscopio especial. «Los ratones tardaron un tiempo en comprender qué patrón desencadenaba una recompensa. Pudimos observar qué sucedía con sus neuronas mientras dominaban la tarea», afirma el investigador Kristian K. Lensjø, del Instituto de Ciencias Médicas Básicas y del Departamento de Biociencias de la Universidad de Oslo.
«Además, monitoreamos lo que sucedió en los cerebros de los ratones durante el período posterior al experimento, mientras los animales descansaban».
Las neuronas PV + garantizaron que los recuerdos se reprodujeran una y otra vez
Es bien sabido que los recuerdos se fortalecen cuando nos relajamos o dormimos después de haber aprendido algo nuevo. Sin embargo, no estaba claro cómo contribuyen los diferentes tipos de células nerviosas a este proceso.
«Con la ayuda de la ingeniería genética moderna, desactivamos la actividad de ciertas células nerviosas llamadas neuronas PV + [parvalbúmina] en una pequeña región del cerebro llamada corteza posrinal mientras los ratones descansaban después de un período de aprendizaje», explica el investigador.
Permitimos que estas neuronas PV + permanecieran activas en otros ratones del grupo de control . Las neuronas de estos ratones mostraron una gran actividad durante las horas posteriores al experimento. Se reactivaron cientos de veces, mientras se reproducían las experiencias de los ratones una y otra vez. Las células nerviosas que habían estado activas mientras aparecía la imagen «correcta» continuaron activas.
Al día siguiente, los investigadores volvieron a usar a los ratones en el mismo experimento, mostrándoles las mismas imágenes. «Los ratones con actividad neuronal normal, con neuronas PV + funcionando tras el primer experimento, recordaron lo aprendido. Lamieron la boquilla que liberó la recompensa. En el otro grupo de ratones, cuyas neuronas PV + habían sido desactivadas, fue como si no hubieran aprendido nada. No recordaron la asociación», afirma Torkel Hafting, profesor del Instituto de Ciencias Médicas Básicas.
El aprendizaje involucra muchas partes del cerebro
Cuando aprendes algo, el cerebro recibe señales de los órganos sensoriales y estas se procesan en diversas áreas cerebrales. Se ha demostrado que el sueño es importante para que el proceso de almacenamiento de recuerdos para uso futuro funcione correctamente.
«Lo que llamamos ‘ consolidación de la memoria ‘ ocurre principalmente mientras descansamos y dormimos, ya que es entonces cuando el cerebro procesa y clasifica nuestras experiencias», explica Hafting.
Se sabe desde hace tiempo que las neuronas del hipocampo —una zona clave del cerebro para la memoria— se activan repetidamente cuando aprendemos algo. Sin embargo, el almacenamiento a largo plazo de los recuerdos se produce en la red de neuronas que se extiende por amplias zonas de la corteza cerebral.
Incluso algo tan simple como aprender la asociación entre una imagen y una recompensa exige una interacción precisa entre diferentes áreas del cerebro. Este experimento reveló que una pequeña área del cerebro llamada corteza posrinal desempeña un papel decisivo en la consolidación de este tipo de recuerdos.
«Hasta ahora, ha sido difícil determinar cómo funciona el almacenamiento a largo plazo para que se recuerde lo aprendido posteriormente. Tampoco estaba claro cómo contribuyen los diferentes tipos de células nerviosas a este proceso. Por ello, este fue el enfoque de nuestro estudio», afirma Hafting.
Las células fotovoltaicas actúan como el director de la orquesta para la reproducción de recuerdos.
Para que las neuronas recuperen la memoria, es esencial que las células adecuadas se activen en la secuencia correcta. Así como una orquesta depende de un director para mantener el tempo y el equilibrio entre los instrumentos que interpretan una sinfonía, las células PV + controlan la actividad necesaria para que los recuerdos se almacenen en el cerebro.
«Aunque todas las demás neuronas estaban activas, la secuencia y el ritmo se interrumpieron al desconectar las células PV + , y los recuerdos no se almacenaron en la corteza», añade Hafting. Estas neuronas representan menos del 5% de las células de la corteza cerebral, incluida la corteza postrinal.
Este estudio ha supuesto para los investigadores de la Universidad de Oslo y de la Facultad de Medicina de Harvard un gran paso más en el descubrimiento de cómo, después de aprender algo nuevo, almacenamos recuerdos para poder recordarlos más tarde.
Más información: Kristian K. Lensjø et al., Los circuitos inhibidores locales median las reactivaciones corticales y la consolidación de la memoria, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu9800
