Al estimular ondas cerebrales específicas durante el sueño, científicos de Cornell ayudaron a ratones a retener recuerdos que normalmente se desvanecerían en cuestión de horas. Este trabajo podría orientar nuevos enfoques para el tratamiento del Alzheimer y otras formas de demencia.
Estimular suavemente el cerebro mientras duerme puede ayudar a que los recuerdos frágiles perduren, según una nueva investigación en ratones que podría abrir puertas para futuros tratamientos contra la demencia.
Científicos de la Universidad de Cornell informan que, al estimular con precisión el cerebro durante la noche, ayudaron a ratones a recordar experiencias breves que normalmente se olvidarían en cuestión de horas. La investigación... publicado En la revista Neuron, se centra en un proceso clave de la memoria que comparten todos los mamíferos, incluidos los humanos.
El equipo se centró en un patrón particular de actividad cerebral denominado ondas grandes y agudas. Estas ondas son ráfagas muy breves de actividad eléctrica coordinada, con una duración aproximada de una décima de segundo, que se producen en el hipocampo —una región cerebral crucial para la formación de nuevos recuerdos— y luego se propagan al neocórtex, donde los recuerdos a largo plazo se almacenan de forma más permanente.
Los investigadores descubrieron que estas ondas actúan como una señal de que una nueva experiencia se está transfiriendo del almacenamiento a corto plazo al almacenamiento a largo plazo. Cuando las ondas eran intensas y frecuentes durante el sueño, los ratones eran más propensos a recordar lo que acababan de experimentar. Cuando las ondas eran débiles o poco frecuentes, el recuerdo se desvanecía.
"Este estudio hace avanzar nuestra comprensión del procesamiento de la memoria en el cerebro", dijo en un comunicado de prensa la coautora principal Azahara Oliva, profesora adjunta de neurobiología y comportamiento en la Facultad de Artes y Ciencias de Cornell.
Para explorar este proceso, los investigadores registraron la actividad neuronal tanto en el hipocampo como en el neocórtex mientras los ratones dormían. Identificaron grandes ondas agudas en el hipocampo que aparecían durante el sueño y luego se propagaban al neocórtex, marcando los momentos de consolidación de los recuerdos.
"Las ondas están mediando la transferencia de la memoria desde la codificación inicial en el hipocampo hasta el almacenamiento estable a largo plazo en el neocórtex", agregó el coautor principal Antonio Fernández-Ruiz, profesor asistente e investigador de la familia Nancy y Peter Meinig en Ciencias de la Vida en la Facultad de Artes y Ciencias de Cornell.
A continuación, el equipo planteó una pregunta audaz: si estas ondas ayudan a fijar los recuerdos, ¿podría potenciarlas rescatar recuerdos que de otro modo se perderían?
Para comprobarlo, emplearon la optogenética, una técnica de vanguardia que permite a los científicos controlar neuronas específicas mediante luz. Implantando una diminuta fibra óptica en el cerebro, pudieron proyectar luz en momentos precisos durante el sueño para activar las neuronas y fortalecer las ondas nítidas.
En un experimento, se permitió a ratones explorar un juguete nuevo durante solo cinco minutos, un encuentro muy breve. Cuando los investigadores realizaron la prueba cuatro horas después, los ratones generalmente no recordaban el objeto, lo que sugiere que el recuerdo no se había consolidado.
Pero cuando los científicos utilizaron la optogenética para potenciar las ondas asociadas a esa experiencia durante el sueño posterior de los ratones, el resultado cambió. Los mismos ratones ahora se comportaban como si recordaran el juguete, lo que indica que las ondas potenciadas habían ayudado a convertir la experiencia fugaz en un recuerdo más estable.
El método resultó eficaz incluso en ratones modificados genéticamente para que presentaran déficits cognitivos, imitando algunos aspectos de los trastornos de la memoria humana.
“Pudimos extender esta consolidación de la memoria en una condición en la que los animales no pueden recordar sin nuestra ayuda”, añadió Fernández-Ruiz.
Este hallazgo es especialmente importante para la enfermedad de Alzheimer y otras formas de demencia, en las que se altera la capacidad del cerebro para consolidar nuevos recuerdos. Si bien el estudio actual se realizó en ratones, la arquitectura básica de la memoria —donde el hipocampo codifica las nuevas experiencias y el neocórtex las almacena a largo plazo— es similar en los humanos.
El estudio sugiere que monitorear y potencialmente mejorar ritmos cerebrales específicos durante el sueño podría convertirse algún día en una estrategia para apoyar la memoria en personas con deterioro cognitivo. También destaca el sueño en sí mismo como un momento crucial para la intervención, en lugar de centrarse únicamente en lo que sucede mientras las personas están despiertas y aprendiendo.
Como siguiente paso, el equipo de Cornell planea aplicar las mismas manipulaciones nocturnas en ratones diseñados para imitar con mayor precisión la enfermedad de Alzheimer. Al observar si la potenciación de las ondas agudas puede mejorar la memoria en estos modelos, esperan comprender mejor cómo se altera la consolidación de la memoria en la demencia y cómo podría restaurarse.
Por ahora, los hallazgos subrayan una idea poderosa: incluso los recuerdos que parecen demasiado frágiles para perdurar pueden salvarse si los ritmos nocturnos del cerebro pueden ajustarse correctamente.
Fuente: Cornell University