Un ratón es entrenado a asociar un estímulo negativo, algo que le resulta desagradable como una pequeña descarga eléctrica, con un lugar concreto, de forma que tiene la misma reacción de miedo (se paraliza) siempre que entra en ese lugar incluso si no hay estímulo, porque lo recuerda. Sus neuronas activadas para la formación de ese recuerdo se etiquetan genéticamente con una proteína sensible a la luz para poder verlas y reactivarlas cuando se quiera. Se repite el experimento para que forme un nuevo recuerdo pero en este caso se le administra una sustancia química que impide la consolidación de los recuerdos y se observa que ya no reacciona igual porque no se acuerda, se le ha provocado lo que se llama amnesia retrógrada.

Los investigadores llevan muchos años debatiendo la causa de este tipo de amnesia que se produce tras sucesos traumáticos, como un accidente o un episodio de estrés, o por enfermedades como el alzheimer. Es uno de los grandes misterios de la memoria. ¿Se debe esta pérdida de los recuerdos, anteriores al suceso o la enfermedad, a daño en las células nerviosas en las que se almacenan o a que está bloqueado el acceso al almacén? Ha hecho falta la conjunción de varias técnicas en experimentos con ratones para inclinar la balanza hacia la segunda hipótesis, la del bloqueo.

Las investigaciones las lidera Susumu Tonegawa, que dirige institutos científicos tanto en Estados Unidos como en Japón. La actual se publica en la revista Science. “Nuestra conclusión es que en la amnesia retrógrada no se borran los recuerdos anteriores sino que se pierden, resultan inaccesibles. La amnesia es un problema de daños al mecanismo de recuperación de los recuerdos”.

Este es el último experimento en toda una serie de ellos con técnicas de optogenética, que se basa en la activación o desactivación, con pulsos luminosos, de neuronas seleccionadas que se marcan con una proteína sensible a la luz, para indagar en el funcionamiento de la memoria. La teoría era que existe un tipo de neuronas en el hipocampo –llamadas células de engrama de memoria- que se activa durante el proceso de adquisición de un recuerdo y se producen cambios físicos o químicos permanentes (un engrama es una estructura de interconexión neuronal estable). Ante un estímulo, algo que se ve o se huele, por ejemplo, el recuerdo vuelve.

Al activar con pulsos de luz las neuronas etiquetadas anteriormente en su cerebro, tuvo la misma reacción de parálisis, a pesar de que estaba en otro lugar, que en el primer experimento

En 2012 el mismo grupo demostró por primera vez que existe este tipo de neuronas, pero hasta ahora no se había podido demostrar que sufrieran cambios químicos perdurables, indicativos de la consolidación del recuerdo, explica el Massachusetts Institute of Technology, donde se ha realizado la investigación. Uno de estos cambios es el refuerzo de las sinapsis, las conexiones entre neuronas.

Volvamos al ratón amnésico. Al activar con pulsos de luz las neuronas etiquetadas anteriormente en su cerebro, tuvo la misma reacción de parálisis, a pesar de que estaba en otro lugar, que en el primer experimento. El recuerdo estaba en su cerebro aunque no pudiera acceder a él.

Recopilando y simplificando, en el experimento primero se identificó en los ratones, con técnicas de optogenética, un grupo de células que expresaban un recuerdo. Los investigadores comprobaron, al registrar su actividad, que las sinapsis estaban fortalecidas, lo cual ya es un logro científico en sí mismo. Entonces indujeron la amnesia. Lo hicieron bloqueando químicamente el refuerzo de las sinapsis y comprobaron que los ratones no se acordaban. Sin embargo, y esto es lo más llamativo, al activar directamente con luz las neuronas supuestamente implicadas en el recuerdo, lograron recuperarlo, lo que indica que este estaba latente aunque no se pudiera acceder a él por la vía normal.

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- Revista Science
- Riken-Mit Center for Neural Circuit Genetics

Además de todo esto, experimentos posteriores de Tonegawa y su grupo indican la complejidad de los mecanismos de la memoria, ya que muestran que los recuerdos se almacenan en circuitos de múltiples grupos de estas células y sus conexiones. “Proponemos un nuevo concepto, en el que existe un circuito para cada recuerdo”, dice Tonegawa. “Este circuito abarca muchas áreas cerebrales distintas y los conjuntos de células en cada una de estas áreas están relacionados específicamente con un recuerdo concreto. Creemos que estos resultados estimularán la investigación sobre la biología de la memoria y su posible recuperación clínica”, asegura.

En un más difícil todavía en la misma línea de investigación también se han manipulado estas mismas neuronas relacionadas con el recuerdo del miedo para implantar recuerdos falsos (de acontecimientos que nunca han sucedido) en los ratones, lo que indica una vía para sustituir, por ejemplo, recuerdos negativos por positivos.