El estudio, coordinado por la Universidad de Buffalo (Estados Unidos), se ha hecho en colaboración con el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), la Universidad de Harvard, el Imperial College de Londres (Reino Unido), y otras instituciones de Austria y China.

En un artículo publicado este viernes en Nature Neuroscience, los autores explican el hallazgo así: cuando alguien, en un corto espacio de tiempo, vive dos experiencias distintas pero parecidas, como asistir a dos fiestas en la misma semana o hacer dos presentaciones en el trabajo, «es posible que poco después las confunda, pero con el tiempo la confusión desaparece y el cerebro es más capaz de diferenciar las distintas experiencias».

Su estudio explica como tiene lugar este proceso a nivel molecular, un proceso del que se encargan los engramas, las neuronas del cerebro que almacenan información sobre la memoria.

Las claves de los engramas de la memoria

Los engramas se reactivan para ayudar a recordar. «Cuando se interrumpen, se produce la amnesia», explica Dheeraj S. Roy, autor principal del trabajo e investigador en la Universidad de Buffalo.

Para saber cómo se almacena una experiencia en el cerebro, el equipo desarrolló un modelo computacional de aprendizaje y formación de recuerdos que comienza con la información sensorial (un estímulo), cuando esa información llega al hipocampo, donde se forman los recuerdos, se activan distintas neuronas y a medida que se forman los recuerdos, las que se activan antes pasan a formar parte del engrama y refuerzan su conectividad para fijar el recuerdo.

El estudio podría revelar claves de por qué algunas neuronas resultan afectadas en padecimientos como el alzhéimerEl estudio podría revelar claves de por qué algunas neuronas resultan afectadas en padecimientos como el alzhéimer

Además, el estudio descubrió que, en este proceso, no siempre se activa el mismo número de células engramadas. «Con el tiempo se activan muchas menos», avanza Roy.

«Esto explicaría por qué la discriminación de los recuerdos mejora con el paso del tiempo. Es como si tu recuerdo de la experiencia fuera inicialmente una gran autopista, pero después, en el transcurso del periodo de consolidación del orden de minutos a horas, tu cerebro los divide en dos carriles para que puedas discriminar entre ambos».

Ensayos con ratones

Roy y su equipo demostraron el proceso con ratones. Los animales fueron expuestos brevemente a dos cajas diferentes que tenían olores y condiciones de iluminación únicas; una era un entorno neutro, pero en la segunda caja recibieron una leve descarga en el pie.

Unas horas después, los ratones, que normalmente están en constante movimiento, demostraron tener recuerdos de miedo al quedarse inmóviles cuando se les exponía a cualquiera de las dos cajas, lo que demostraba «que no podían discriminar entre las dos», dice Roy.

«Pero a las doce horas, sólo mostraban miedo cuando se les exponía a la caja en la que se sentían incómodos durante su primera experiencia. Eran capaces de distinguir entre las dos. El animal nos está diciendo que sabe que esta caja es la que da miedo, pero cinco horas antes no podía hacerlo».

Además, mediante una técnica sensible a la luz, el equipo pudo detectar neuronas activas en el hipocampo del ratón mientras el animal exploraba las cajas y pudo medir cuántas neuronas reactivaba el cerebro para recordar.

Los estudios computacionales iniciales del equipo habían predicho que el número de células engramas implicadas en un solo recuerdo disminuiría con el tiempo, y los experimentos con animales lo confirmaron.

El cerebro como modelo: chips informáticos con neuronas

«Cuando el cerebro aprende algo por primera vez, no sabe cuántas neuronas necesita, por lo que recluta un subconjunto mayor de neuronas», pero «a medida que el cerebro estabiliza las neuronas, consolidando el recuerdo, va eliminando las neuronas innecesarias, de modo que se necesitan menos y, al hacerlo, ayuda a separar los engramas de los distintos recuerdos».

El estudio tiene relevancia directa para entender qué está fallando en los trastornos de la memoria porque ahora «sabemos que el problema está en que los engramas deben estar cambiando», apunta Roy.

Referencia: Tomé DF, Zhang Y, Aida T, Mosto O, Lu Y, Chen M, et al. Dynamic and selective engrams emerge with memory consolidation. Nat Neurosci[Internet].2024[citado 19 ene 2024].

19 enero 2024| Fuente: DW.com| Tomado de | Ciencia

Comprender el significado específico de las expresiones vocales de un bebé es fundamental en el cuidado de niños para humanos y otros animales, explican los expertos. Sin embargo, cada bebé tiene su propio conjunto de llantos, por lo que los padres más exitosos deben aprender rápidamente a reconocer variaciones sutiles de angustia y otros tipos de llamadas.

Dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, el estudio mostró que las hembras se apresuraron instintivamente a buscar a los bebés que lloraban, incluso si nunca antes habían tenido cachorros. Además, ciertas células nerviosas de la corteza auditiva, la parte del cerebro que procesa el sonido, se activaron cuando los ratones escucharon los lamentos.

El estudio también mostró que los ratones experimentados como «niñeras» reconocieron más variaciones de llantos que eran llamadas de atención que los ratones con poca experiencia en el cuidado de niños. El último grupo solo respondió a una pequeña gama de gritos.

Sin embargo, a medida que los animales inexpertos pasaban más tiempo viviendo con un cuidador veterano, pudieron reconocer una variedad más amplia de llantos y recuperarían rápidamente a los bebés.

«Nuestros hallazgos muestran que, si bien algunas habilidades parentales son innatas, existe una curva de aprendizaje significativa, señala la autora principal del estudio, Jennifer Schiavo, becaria predoctoral en el Instituto Skirball de Medicina Biomolecular en el NYU Langone Health. Para las madres ratones, y posiblemente también para los humanos, la experiencia ganada con esfuerzo es importante».

La investigación también afirma el papel de la hormona oxitocina en el aprendizaje del comportamiento de los padres. El equipo demostró previamente que cantidades adicionales de la sustancia química, mejor conocida por su papel en la lactancia materna y el vínculo entre padres e hijos, mejoran el reconocimiento de las llamadas de angustia de los cachorros apenas audibles.

En el nuevo estudio, cuando los investigadores bloquearon la oxitocina, las niñeras experimentadas solo recuperaron cachorros que lloraban tan poco como el 40 por ciento del tiempo, en comparación con más del 80 por ciento cuando los niveles hormonales se dejaron tranquilos.

De manera similar, sin oxitocina, las células de la corteza auditiva no respondieron a una gama más amplia de llamadas de angustia, incluso después de que los ratones observaron la crianza de madres con más experiencia. Según Schiavo, esto sugiere que la oxitocina ayuda a reconectar el cerebro y a prepararlo para aprender nuevas habilidades con mayor facilidad.

Para el estudio, los investigadores midieron el número promedio de sílabas en los gritos de «ven a buscarme» de docenas de cachorros de ratón para determinar la versión estándar de la llamada. Luego, el equipo aceleró o ralentizó las grabaciones de los gritos para crear alteraciones que caían fuera del rango típico. Estos clips de audio modificados fueron doblados sobre los gritos naturales de los cachorros.

Los autores del estudio solo compararon a los cuidadores expertos y sin experiencia, ninguno de los grupos había tenido sus propios cachorros, con el fin de distinguir los elementos instintivos de los aprendidos de la crianza, sin que el embarazo complicara el asunto.

Descubrieron que las células cerebrales de las niñeras experimentadas se activaron en respuesta a las llamadas normales y, en consecuencia, esos ratones recuperaron a los cachorros más del 80 por ciento de las veces. Mientras tanto, las células cerebrales de las nuevas niñeras no respondieron a las llamadas normales, y estos ratones solo recogieron a los cachorros alrededor del 33 por ciento de las veces.

El estudio también mostró que los novatos pueden aprender a reconocer llamadas alteradas con el tiempo, con tasas de recuperación de cachorros de hasta el 75 por ciento. En comparación, las niñeras experimentadas que escucharon las llamadas modificadas por primera vez tuvieron una tasa de recuperación de solo el 14 por ciento.

«Nuestro estudio proporciona una nueva perspectiva sobre cómo el cerebro aprende nuevas habilidades, resalta el autor principal del estudio, Robert Froemke, profesor asociado en el Instituto Skirball de Medicina Biomolecular en NYU Langone. Hay una comprensión incorporada que sirve como base para desarrollar comportamientos más complejos en los roedores».

Agrega que a continuación, el equipo de investigación planea investigar si los ratones sin experiencia aprenden observando pasivamente a las madres o si están entrenados activamente para responder a llamadas inusuales. Froemke también se desempeña como profesor asociado en los departamentos de otorrinolaringología, cirugía de cabeza y cuello, y neurociencia y fisiología en NYU Langone.

octubre 08/2020 (Europa Press) –Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.