La importancia del recubrimiento de azúcar de las neuronas para la memoria a largo plazo

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La imagen muestra una red perineuronal (verde) que rodea una neurona. Crédito: Kristian K. Lensjø

La forma en cómo el cerebro puede almacenar recuerdos durante largos períodos de tiempo ha sido un misterio persistente para los neurocientíficos. En un nuevo estudio, los investigadores del Centro para la Neuroplasticidad Integrativa (CINPLA) en la Universidad de Oslo, muestran que las moléculas de matriz extracelular de vida larga llamadas redes perineuronales son esenciales para las memorias distantes.

La nueva investigación publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences, muestra que la eliminación de las redes interrumpe los recuerdos distantes pero no recientes.

Previamente, los investigadores se han centrado principalmente en las moléculas dentro de las células nerviosas. El equipo de investigadores, dirigido por los Dres. Marianne Fyhn y Torkel Hafting, estudiaron redes perineuronales que cubren herméticamente el exterior de las neuronas. Las redes están formadas por proteínas recubiertas de azúcar, formando una estructura rígida que contiene agujeros donde las conexiones a otras neuronas se mantienen en su lugar.

Cuando se forman nuevos recuerdos, las conexiones entre las neuronas cambian. Los autores plantearon la hipótesis de que las redes perineuronales podrían estabilizar las nuevas conexiones relacionadas con la memoria para respaldar las memorias a largo plazo. Para probar la función de memoria, el equipo realizó un experimento de acondicionamiento clásico, donde las ratas aprenden a asociar un ligero parpadeo con un evento desagradable. Este tipo de aprendizaje crea una memoria sólida y duradera.

Método del estudio

Después de aprendizaje, las ratas se dividieron en dos grupos, uno donde las redes perineuronales se dejaron intactos y una en la que se eliminaron en un área pequeña de la corteza, denominada corteza visual secundaria, un área conocida por estar involucrada en el almacenamiento de memoria. Cuando se les pidió a las ratas que recordaran la memoria un mes después, los resultados fueron sorprendentes: el grupo sin las redes no recordaba nada. Los experimentos muestran que las redes perineuronales son esenciales para los recuerdos a largo plazo, porque sin ellos, la memoria se pierde.

«Nos sorprendió lo fuerte que fue el efecto en esos primeros experimentos, ya que solo manipulamos moléculas fuera de las neuronas y no dentro», dice Elise H. Thompson, una de las principales autoras del artículo.

«Aunque esperábamos ver algún efecto de la intervención, los estudios previos sobre las redes se habían centrado en su papel en el desarrollo y el aprendizaje, no en el almacenamiento de memoria. Fue muy emocionante ver que la memoria en realidad había desaparecido», agrega Thompson.

En un experimento de seguimiento donde la memoria fue probada solo unos días después de aprender, el equipo descubrió que la memoria estaba intacta y que el efecto de desaparición era específico de los recuerdos antiguos. «Debido a que la red es una estructura muy estable, puede estabilizar las memorias a medida que envejecen, pero cuando una memoria es nueva, sobrevive sin factores de estabilización adicionales», dice el Dr. Kristian K. Lensjø, otro autor principal del artículo.

Potencial para nuevos objetivos de medicamentos

Si bien la comprensión de los científicos de los procesos que rigen la transición de la memoria a corto plazo a la memoria a largo plazo se ha ampliado mucho en los últimos años, los que se necesitan para que un recuerdo persista a lo largo de los años siguen sin resolverse. Esta investigación es un paso importante para comprender qué componentes son necesarios para almacenar recuerdos para toda la vida.

«Si podemos aumentar nuestra comprensión de cómo los recuerdos se procesan durante meses y años en el cerebro sano, podemos empezar a desenredar lo que va mal cuando se les acabaron perdiendo en enfermedades perjudiciales como el Alzheimer y la demencia. El sorprendente hallazgo de que las moléculas extracelulares están involucrados en estos procesos también se sugieren posibles nuevos objetivos farmacológicos», explica Marianne Fyhn, líder del proyecto CINPLA.