Nuño Domínguez
Los responsables buscan nuevos tratamientos contra la depresión y los traumas.
El equipo explora desde hace años los mecanismos cerebrales que permiten crear un recuerdo, guardarlo, recordarlo meses o años después y, además, atribuirle un valor emocional. Es una tarea que el encéfalo hace en fracciones de segundo, sin que seamos conscientes, pero entender cómo lo hace es una tarea complejísima. No solo por la inmensidad de los circuitos neuronales involucrados, sino también porque nuestra memoria cambia. Un bonito recuerdo de la ciudad en la que nos enamoramos se vuelve malo tras el desengaño. En otros casos, la guerra, un atentado, un desastre natural u otras tragedias dejan grabados en el cerebro recuerdos difíciles de borrar y que causan trastornos psiquiátricos.
Estudios anteriores han demostrado que la memoria es maleable y que los malos recuerdos pueden modificarse, reescribirse, lo que ha permitido tratar a personas con depresión o víctimas de una experiencia traumática desde la psiquiatría o la psicología. Lo que se ignora es el detalle: cómo se crea y se almacena un recuerdo a nivel celular y molecular en el cerebro y cómo se puede cambiar el cableado que hay entre las neuronas para reescribirlo.
Un estudio publicado hoy arroja, literalmente, luz sobre el tema. Se centra en la optogenética, una técnica que permite etiquetar el grupo de neuronas que guardan un recuerdo y reactivarlas a voluntad aplicando sobre ellas un rayo de luz azul. Al hacerlo, el recuerdo vuelve y, con él, su asociación positiva o negativa. La técnica ha cobrado un enorme potencial para estudiar a un nivel de detalle inusitado los fundamentos neuronales del comportamiento, la memoria y las causas de enfermedades como el alzhéimer, la esquizofrenia o el estrés postraumático.
El año pasado, el equipo de Susumu Tonegawa, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU), creó recuerdos falsos en ratones usando la optogenética. Ahora, su equipo demuestra en un nuevo estudio publicado en Nature cómo transformar el valor emocional que el cerebro atribuye a los recuerdos.
El estudio “va más allá de lo que ha hecho nadie hasta ahora”
Ratón con un implante optogenético
Para entender cómo se ha logrado, imagine que es usted es un ratón de laboratorio macho. De repente aparece a su lado una atractiva hembra, lo que automáticamente le hace guardar un buen recuerdo de ese momento. Sin que sea consciente, las neuronas que ha usado para almacenar ese instante han quedado marcadas. Cuando los investigadores proyectan un haz de luz sobre ellas usted volverá a recordar ese momento agradable en el que juntó su hocico con el de la ratona. En el mismo laboratorio hay otros ratones con menos suerte. Les han dado una descarga eléctrica para que guarden, etiquetado, un mal recuerdo.
Tanto usted como los otros ratones tienen un lado de la jaula preferido, en el que se encuentran más a gusto. Cuando a usted le ponen en el lado contrario, instintivamente se cambia de sitio. Pero, si a la vez los investigadores activan el bonito recuerdo de la hembra, usted se olvida y ya le da igual estar en el lado contrario. Sus compañeros hacen justo lo contrario: cuando reviven el recuerdo de la descarga huyen al otro lado de la jaula, el que menos preferían, pues lo asocian con un mal recuerdo.
Ahora el objetivo es intentar aplicar toda esta información a la complejidad del cerebro humano
Dos días después cambian las tornas. Mientras la optogenética le está haciendo recordar a la hembra, alguien le da una descarga. A su lado, otros ratones recuerdan esa misma descarga cuando el haz de luz toca sus cerebros, pero, mientras lo hacen, una hembra entra en su jaula y pueden socializar con ella, lo que cambia sus malos recuerdos originales por otros positivos. Cuando le vuelven a poner en su jaula usted elige el lado que antes le gustaba más, porque el otro le evoca malos recuerdos de la descarga. Los otros ratones hacen justo lo contrario. El resumen científico de este relato es que la optogenética y la exposición a nuevos estímulos pueden cambiar el valor emocional de la memoria. Los malos recuerdos se vuelven buenos y viceversa.
Optogenética contra la ceguera
Ahora el objetivo es intentar aplicar toda esta información a la complejidad del cerebro humano y lograrlo sin la manipulación genética ni la cirugía que requiere la optogenética. Los expertos en este campo confían en que una molécula de administración sencilla pueda emular esta reescritura de recuerdos sin usar métodos tan invasivos. “En el futuro, uno podría desarrollar métodos para ayudar a la gente a recuperar sus recuerdos positivos más que los negativos”, ha explicado Tonegawa en una nota de prensa difundida por el MIT.
El investigador japonés es conocido en el mundo científico por saber cómo convertir los hallazgos de su equipo en bombazos mediáticos. Pero aparte de su capacidad para venderse, Tonegawa, que ganó un Nobel de Medicina en 1987 por su trabajo en un campo totalmente distinto, es un científico respetado.
“Su estudio tiene mucho alcance y estos descubrimientos son relevantes”, opina Santiago Canals, experto en plasticidad y redes cerebrales del Instituto de Neurociencias de Alicante. El trabajo, dice, no sólo muestra “qué neuronas participan en la conectividad” ligada a un recuerdo, también que “podemos manipularlas de forma plástica para realizar cambios en la memoria”. Quedan “muchos años” para que estos hallazgos puedan aplicarse en personas, recuerda, pero se trata del “tipo de investigación básica necesaria para después buscar mecanismos más fáciles de modular la valencia positiva o negativa de nuestros recuerdos”.
Luis de Lecea, que dirige un grupo de investigación en la Universidad de Stanford (EEUU) sobre estrés y adicción usando optogenética en ratones, opina que el trabajo de Tonegawa tiene “muchos puntos débiles”. Una de sus críticas es que no se ha estudiado la frecuencia de disparo de cada neurona, lo que es clave para la intensidad de esa conexión y, por tanto, del recuerdo. Además, dice, hay cierta simplificación, pues el circuito neuronal de un recuerdo “puede ser mucho más complejo de lo que ellos creen”. Sin embargo este experto da por buena la conclusión de que se pueden cambiar los recuerdos malos por buenos y resalta que este estudio “va más allá de lo que ha hecho nadie hasta ahora”.
La aplicación más cercana de la optogenética es usarla para devolver parte de la visión en personas con lesiones de retina, señala el investigador. La optogenética permitiría hacer sensibles a la luz células que antes no lo eran y lograr ver siluetas y formas. Otra aplicación posible sería sustituir los llamados marcapasos cerebrales que se usan para controlar el párkinson, dice. Más allá, el potencial real de esta técnica está en su capacidad de descubrimiento. La optogenética ya ha aportado un gran volumen de datos sobre el funcionamiento del cerebro y aún aportará muchos más en dolencias como la esquizofrenia o el estrés postraumático, dice. “En este sentido es una revolución”, concluye.
Las neuronas del miedo
Para guardar un recuerdo, nuestro cerebro conecta neuronas en diferentes partes, cada una especialista en una tarea. En este caso, la información neutra de un recuerdo, el lugar en el que sucedió algo y lo que sucedió, quedaría almacenado en el hipocampo, un área interior del encéfalo con forma de caballito de mar que es uno de los epicentros de la memoria de humanos y muchos otros mamíferos. Mientras, el valor emocional del recuerdo, si sentimos miedo o placer en aquel momento, se guarda en la amígdala. Tonegawa y su equipo ha comprobado que en el hipocampo se puede sustituir un recuerdo por otro. Sin embargo, en la amígdala la técnica no funciona y los ratones no modifican su comportamiento. Esto apunta a que el valor emocional positivo o negativo que las neuronas guardan de un recuerdo no se puede borrar. Lo que sí ha observado el equipo de Tonegawa es que, al cambiar los recuerdos, también cambian el tipo de conexiones neuronales entre una y otra zona del cerebro, el cableado de un recuerdo. Es ahí donde parece residir la capacidad de revertir su valor emocional.
REFERENCIA
'Bidirectional switch of the valence associated with a hippocampal contextual memory engram' doi:10.1038/nature13725