Científicos logran manipular la memoria utilizando la luz

Investigadores del Centro de UC Davis para la Neurociencia y el Departamento de Psicología han utilizado la luz para borrar recuerdos específicos en ratones, y demostraron una teoría básica de cómo diferentes partes del cerebro trabajan juntos para recuperar recuerdos episódicos.

Los investigadores, Kazumasa Tanaka, Brian Wiltgen y sus colegas de la Universidad de California Davis, aplicaron la técnica para poner a prueba una idea de larga data acerca de la recuperación de la memoria. Por cerca de 40 años los neurocientíficos han teorizado que la recuperación de recuerdos episódicos implica la actividad coordinada entre la corteza cerebral y el hipocampo, una pequeña estructura profunda en el cerebro.

Teóricamente el aprendizaje genera un patrón de procesamiento entre la corteza y el hipocampo y, durante la recuperación de la información, se reproduce este patrón de actividad, lo que permite volver a experimentar el evento. Si el hipocampo está dañado, los pacientes pueden perder décadas de recuerdos. Sin embargo, este modelo ha sido difícil de probar directamente, hasta la llegada de la optogenética.

La optogenética, una nueva técnica para la manipulación y el estudio de las células nerviosas utilizando la luz, cuyos trabajos pioneros los realizó Karl Diesseroth en la Universidad de Stanford, se está convirtiendo rápidamente en el método estándar para la investigación de la función cerebral.

En esta investigación se utilizaron ratones modificados genéticamente de manera que cuando se activan las células nerviosas, por fluorescencia verde y expresaron una proteína que permite a las células ser desactivadas por la luz. Eran, por tanto, capaces tanto de seguir exactamente las células nerviosas que se activaron en la corteza y en el hipocampo durante el aprendizaje y la recuperación de la memoria, y apagarlas con la luz dirigida a través de un cable de fibra óptica.

Los ratones fueron entrenados colocándolos en una jaula donde consiguieron una descarga eléctrica leve. Normalmente, los ratones colocados cuando están en un nuevo entorno lo exploran con su nariz su alrededor. Pero cuando se les coloca en una jaula donde han recibido previamente un choque eléctrico, se quedan paralizados o “congelados” en su lugar, expresan en una "respuesta de miedo."

Los investigadores demostraron, primero, que podían identificar a las células que participan en el aprendizaje y demostraron que se reactivaron durante la recuperación de la memoria. Luego, fueron capaces de apagar las células nerviosas específicas en el hipocampo, y demostrar que los ratones perdieron sus recuerdos del evento desagradable. También fueron capaces de demostrar que apagar otras células en el hipocampo no afectó la recuperación de esa memoria, y seguir fibras desde el hipocampo hacia células específicas en la corteza.

Así, demostraron que la corteza no trabaja sola, necesita como medio de entrada al hipocampo. Esta ha sido una premisa fundamental en nuestro campo durante mucho tiempo y los datos obtenidos proporcionan la primera evidencia directa a favor de esta.

También pudieron ver cómo se conectan células específicas de la corteza con la amígdala, una estructura en el cerebro que está implicada en la emoción y en la generación de la respuesta de paralización o “congelamiento”.