Investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, entre ellos la española Carmen Sandi, han logrado regular la capacidad de aprendizaje en ratones, aumentándola o anulándola por completo. Lo publica la revista Science.
Hasta ahora, “la visión neurocientífica dominante sobre el aprendizaje y la memoria, se centraba en la importancia de la plasticidad sináptica”, explica Johannes Gräff, que ha liderado la investigación. Pero los investigadores de Lausana se han fijado en lo que ocurre dentro del núcleo de una neurona, en su ADN. Y han descubierto que los mecanismos epigenéticos son cruciales en la formación de la memoria. «Estamos arrojando luz sobre el primer paso de la formación de la memoria”, señala Gräff.
Cuando formamos un nuevo recuerdo, el cerebro experimenta cambios físicos y funcionales conocidos como «traza de memoria», es decir la huella o rastro que el aprendizaje deja en el cerebro. Y esa traza de memoria representa los patrones específicos de actividad y las modificaciones estructurales que se producen en un grupo determinado de neuronas cuando se forma un recuerdo.
Pero los investigadores se preguntaban cómo se decide qué neuronas intervienen en cada recuerdo. Y lo que han descubierto es que el estado epigenético de una neurona es clave para su papel en la codificación de la memoria.
La epigenética es el mecanismo por el que las células controlan su actividad genética sin cambiar la secuencia del ADN. Estos mecanismos epigenéticos son los que hacen posible que tengamos distintos tipos de células en el organismo (cardiacas, renales, hepáticas, de la piel, neuronas…), aunque el ADN de todas las células es el mismo. Sin embargo, en cada tipo de célula del cuerpo se lee solo una parte del ADN, la esencial para sus funciones. Y esto significa que habrá una parte del ADN que estará abierta, para que se pueda leer. Mientras otras partes permanecerán inaccesibles.
En este caso, una neurona puede estar epigenéticamente abierta cuando el ADN dentro de su núcleo está desenredado o relajado; o cerrada cuando el ADN está compacto y apretado.
Gräff y su equipo se preguntaron si los factores epigenéticos podrían influir en la función «mnemotécnica» de una neurona. Es decir, en la capacidad de formar parte de un recuerdo.
Y descubrieron que, como intuían, son las neuronas abiertas las que tienen más probabilidades de ser reclutadas en el «rastro de memoria», es decir, el conjunto disperso de neuronas del cerebro que muestra actividad eléctrica cuando se aprende algo nuevo. De hecho, comprobaron las neuronas que se encontraban en un estado “más abierto” eran también las que mostraban una mayor actividad eléctrica.
A continuación, los científicos de la EPFL se propusieron inducir artificialmente la apertura de las neuronas en un grupo de ratones, utilizando un virus para administrar enzimas epigenéticas. Y Comprobaron que esos ratones aprendían mucho mejor.
Después hicieron lo contrario, cerrar el ADN de las neuronas, y vieron que la capacidad de aprendizaje de los ratones quedaba anulada.
Estos hallazgos abren nuevas vías para entender el aprendizaje que abarquen el núcleo de la neurona, y podrían incluso conducir algún día a medicamentos para mejorar el aprendizaje, resaltan los investigadores de Lausana. “Esto es especialmente importante, ya que muchos trastornos cognitivos como la enfermedad de Alzheimer y el trastorno de estrés postraumático se caracterizan por mecanismos epigenéticos que van mal»
Otros temas
