viernes, 7 de julio de 2017

Controlar la memoria al activar ondas cerebrales específicas durante el sueño

HISTORIA COMPLETA

Ratón en un laberinto.
Crédito: © fergregory / Fotolia
¿Alguna vez has tratado de recordar algo antes de ir a dormir y luego despertar con el recuerdo fresco en su mente? Mientras absorbemos tanta información durante el día consciente o inconscientemente, es durante el ojo cerrado que muchos hechos son enviados para ser archivados o caer en el olvido. Un sueño de buena calidad es la mejor manera de sentirse mentalmente refrescado y memorizar la nueva información, pero ¿cómo está funcionando el cerebro mientras dormimos? ¿Podríamos mejorar ese proceso para recordar más, o tal vez incluso usarlo para olvidar los recuerdos no deseados?
Los científicos del Centro de Cognición y Socialidad, dentro del Instituto de Ciencias Básicas (IBS), mejoraron o redujeron las habilidades de memorización del ratón modulando ondas cerebrales sincronizadas específicas durante el sueño profundo. Este es el primer estudio que muestra que la manipulación de las oscilaciones del huso del sueño en el momento adecuado afecta la memoria. La descripción completa de los experimentos de ratón, realizada en colaboración con la Universidad de Tüebingen, se publica en la revista Neuron .
El equipo de investigación se concentró en una fase de sueño profundo no REM que generalmente ocurre a lo largo de la noche, en alternancia con la fase REM. Se llama sueño de onda lenta y parece estar involucrado con la formación de la memoria, en lugar de soñar.
Durante el sueño de onda lenta, grupos de neuronas que disparan al mismo tiempo generan ondas cerebrales con ritmos triples: oscilaciones lentas, husos y ondulaciones. Las oscilaciones lentas se originan de las neuronas en la corteza cerebral. Los husos provienen de una estructura del cerebro llamada núcleo reticular talámico y pico alrededor de 7-15 por segundo. Finalmente, las ondas son agudas y rápidas ráfagas de energía eléctrica, producidas dentro del hipocampo, un componente cerebral con un papel importante en la memoria espacial.
"A menudo durante la noche se manifiesta un patrón regular, donde una oscilación lenta de la corteza es seguida inmediatamente por un huso thalamic y mientras que sucede esto, un ripple del hipocampo aparece en paralelo. Creemos que la sincronización correcta de estos tres ritmos actúa como un Canal de comunicación entre diferentes partes del cerebro que facilita la consolidación de la memoria ", explica Charles-Francois V. Latchoumane, primer co-autor del estudio.
Los investigadores se centraron en los husillos porque se demostró que el número de husillos está conectado con la memorización. Se ha demostrado que el número de husos aumenta después de un día lleno de aprendizaje y disminución en los ancianos, y en pacientes con esquizofrenia. Este es el primer estudio que demuestra que los husos artificiales del tálamo afectan la memoria, si se administran en sincronía con oscilaciones lentas.
En el experimento, los ratones se pusieron en una jaula especial y se les administró una descarga eléctrica leve después de escuchar un ruido tonal. Al día siguiente, su memoria fue probada, comprobando su reacción de miedo en respuesta al ruido o la misma jaula. Latchoumane explica que esto podría ser simplificado y comparado con la experiencia de escuchar una alarma de incendio en un lugar determinado, como un café. El incidente sería seguido por otra visita al mismo café o el sonido de la alarma de incendio en otro café al día siguiente.
En la noche entre los dos días, los científicos introdujeron tallos talámicos artificiales en algunos de los ratones usando una técnica ligera llamada optogenética. Los ratones se dividieron en tres grupos. El primer grupo recibió la entrada de luz justo después de las oscilaciones lentas, por lo que su eje podría formar un ritmo triple (en fase): oscilación lenta-husillo-ondulaciones. En el segundo grupo, los estímulos de luz se aplicaron más tarde "fuera de sincronía". El tercer grupo se utilizó como un control y no recibió ninguna estimulación de la luz.
Al día siguiente, los ratones fueron colocados en el mismo lugar y su movimiento fue registrado. Los ratones del primer grupo se congelaron en el miedo el 40% del tiempo, incluso en ausencia del ruido. Por el contrario, los ratones del segundo y tercer grupo sólo congelaron hasta un 20%. En cambio, cuando los ratones oyeron el mismo tono en un lugar diferente, recordaron el tono y se congelaron en el miedo hasta el 40% del tiempo, independientemente del grupo al que pertenecían. El hipocampo está involucrado en las memorias espaciales que podrían explicar la diferencia.
Lo contrario también era cierto: era posible hacer olvidar a los ratones. Al reducir el número de husos nocturnos, los investigadores podrían reducir el recuerdo.
El equipo de investigación piensa que el tálamo es el coordinador de la consolidación de la memoria a largo plazo, el proceso donde la información adquirida recientemente se transfiere del hipocampo a la corteza para ser archivada como memoria a largo plazo. El hipocampo es como un centro, donde una gran cantidad de información viene y tiene que ser redirigido al destino correcto dentro del cerebro, especialmente a la corteza. Este estudio muestra que el tálamo parece mediar en el intercambio de información entre el hipocampo y la corteza. "Creemos que la memorización durante el sueño profundo tiene que ver con la coordinación del tiempo.Si el hipocampo trata de intercambiar información cuando las neuronas de la corteza no están listos para recibirla, la información podría ser desperdiciada", describe Latchoumane. Las oscilaciones lentas pueden ser la señal utilizada por la corteza para señalar que está lista para aceptar información. Entonces, el tálamo alerta al hipocampo a través de los husos.
Es posible prever que los pacientes con deficiencias de memoria podrían beneficiarse de la traducción de esta investigación en seres humanos. Sin embargo, hay que aclarar varios puntos: ¿podemos manipular los recuerdos individuales de forma independiente? ¿Está influyendo la fase REM en el resultado? ¿Cómo se recupera la memoria almacenada? Mientras esperan los resultados de la investigación siguiente sobre la ciencia del sueño, dulces sueños ... y recuerdos dulces también.

Fuente de la historia:
Materiales aportados por el Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado para el estilo y la longitud.

Referencia del Diario :
  1. Charles-Francois V. Latchoumane, Hong-Viet V. Ngo, Jan Born, Hee-Sup Shin. Los Husillos Talámicos Promueven la Formación de la Memoria durante el Sueño mediante la Fase Tripla de Bloqueo de los Ritmos Corticales, Talámicos e Hipocámpicos . Neuron , 2017 DOI: 10.1016 / j.neuron.2017.06.025