viernes, 7 de julio de 2017

Los neurocientíficos piden una visión más completa de cómo el cerebro forma recuerdos

Los neurocientíficos de la Universidad de Chicago sostienen que la investigación sobre cómo se forman los recuerdos en el cerebro debe considerar la actividad de grupos de células cerebrales trabajando juntos, no sólo las conexiones entre ellos.
Los recuerdos se almacenan como "engramas", o los cambios físicos o químicos duraderos a las poblaciones de neuronas que son activados por nueva información y experiencias. El pensamiento tradicional acerca de cómo se forman estos engramas se centra en la capacidad de conexiones entre neuronas para fortalecerse o debilitarse con el tiempo basándose en qué información reciben, o lo que se conoce como "plasticidad sináptica". La nueva propuesta, publicada esta semana en la revista Neuron , sostiene que mientras que la plasticidad sináptica establece el mapa de conectividad entre neuronas individuales en un engrama, no es suficiente para explicar todos los aspectos del aprendizaje. Un segundo proceso llamado "plasticidad intrínseca", o cambios en la intensidad de la actividad de las neuronas dentro de un engrama, juega un papel importante también.
"La plasticidad sináptica no tiene plenamente en cuenta la complejidad de los mecanismos de aprendizaje que estamos conscientes en este momento", dijo Christian Hansel, PhD, profesor de neurobiología y autor principal del nuevo documento. "Faltaban elementos, y con la introducción de la plasticidad intrínseca, de repente ves un sistema que es más dinámico de lo que pensábamos".
En estudios recientes que utilizan herramientas optogenéticas, que permiten a los científicos controlar la actividad de las neuronas con luz, los investigadores han sido capaces de monitorear el almacenamiento de memoria y la recuperación de las células cerebrales. Las herramientas optogenéticas dan a los científicos una ventana a la actividad del cerebro como un todo, incluso en animales vivos. Estos nuevos estudios muestran cómo las neuronas individuales y los grupos, o conjuntos, de las neuronas trabajan juntos, mientras que la memoria y los procesos de aprendizaje tienen lugar - a menudo sin necesidad de ningún cambio en las conexiones entre las sinapsis.
Por ejemplo, la plasticidad sináptica se basa en el acondicionamiento repetido para desarrollar conexiones más fuertes entre las células, lo que significa que un animal tiene que experimentar algo varias veces para aprender y formar un recuerdo. Pero, por supuesto, también aprendemos de experiencias sencillas y breves que no necesariamente provocan cambios en las sinapsis, lo que significa que tiene lugar otro proceso de aprendizaje más rápido.
Los autores apuntan a varios estudios que muestran que la plasticidad intrínseca es un mecanismo casi instantáneo que probablemente tiene un umbral más bajo, o toma menos experiencias, para iniciar. Por lo tanto, podría ser más apropiado para el aprendizaje rápido resultante de experiencias únicas, en lugar del lento proceso adaptativo involucrado con la plasticidad sináptica.
Las teorías sobre la formación de la memoria tampoco explican la fuerza relativa de la actividad en las neuronas una vez que las conexiones entre ellas se han establecido, escriben los autores. Si piensas en cómo se almacenan los recuerdos como si funcionasen como las luces de una habitación, las conexiones sinápticas son el cableado eléctrico que determina cómo se conectan las luces y qué entrada reciben. Cambiar la forma en que las luces están cableadas (es decir, la plasticidad sináptica) obviamente afecta cómo funcionan, pero también lo hacen los interruptores y bombillas. La plasticidad intrínseca es la capacidad de manipular la intensidad de la luz sin cambiar el cableado, como usar interruptores dimmer o bulbos de tres vías. Ambos tipos de cambios tienen un efecto independiente, pero trabajan juntos para iluminar la habitación.
"Son dos ideas que son muy importantes para el aprendizaje y la memoria y las reunimos en este documento", dijo el investigador postdoctoral Heather Titley, PhD, primer autor del artículo. No son mutuamente excluyentes.
Los autores enfatizan que esta nueva línea de pensamiento es sólo un punto de partida. Se deben diseñar más experimentos, por ejemplo, para dilucidar los efectos relativos de la plasticidad sináptica versus intrínseca sobre el aprendizaje y la memoria. Pero dada la evidencia producida por la nueva tecnología, argumentan que es hora de expandir nuestro pensamiento sobre cómo se forman los recuerdos.
"La gente podría discutir si esta plasticidad intrínseca es realmente algo que juega un papel importante o no", dijo Nicolas Brunel, profesor de neurobiología y estadística, y otro autor del artículo. "Pero no creo que la gente pueda argumentar que no juega ningún papel, porque hay una cantidad creciente de evidencia que lo hace".

Fuente de la historia:
Materiales provistos por el Centro Médico de la Universidad de Chicago . Nota: El contenido puede ser editado para el estilo y la longitud.

Referencia del Diario :
  1. Heather K. Titley, Nicolas Brunel, Christian Hansel. Hacia una visión neurocéntrica del aprendizaje . Neuron , 2017; 95 (1): 19 DOI: 10.1016 / j.neuron.2017.05.021