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Las Conexiones cerebrales duran tanto como los recuerdos


Las Conexiones cerebrales duran tanto como los recuerdos que almacenan, encuentran neurocientíficos de Stanford

22 de Junio, 2015.
Un equipo de científicos Bio-X, aplicó conocimientos de microscopia para una teoría de muchos años en neurociencia: si las conexiones cerebrales llamadas sinapsis guardan los recuerdos, esas sinapsis deberían durar tanto como las mismas memorias. Resulta que lo hacen, como Marck Scnitzwe, fue capaz de mostrar.

Por Amy Adams.



Los investigadores de Stanford han usado las herramientas de microscopia, que desarrollaron en el laboratorio, para monitorear las sinapsis entre las neuronas del hipocampo, abriendo la ventana en los trabajos de memoria a corto y largo plazo. (Creations / Shutterstock)
Nuestros recuerdos son tan fugaces como las estructuras cerebrales que los almacenan, o eso dice la teoría. Cuando las conexiones - llamadas sinapsis- entre neuronas se rompen, los recuerdos que poseen se evaporan con ellos.

La idea parecía buena, pero ha sido difícil de testear. Ahora un equipo de Stanford ha tomado el reto, estudiando una región del cerebro llamada hipocampo, la cual almacena memorias "episodicas". Estos son los recuerdos de eventos o conversaciones que podrían ser olvidadas con el tiempo si la memoria no se usa. El reto de estudiar las sinapsis en esta región es que el hipocampo es muy profundo y las conexiones tan densamente empacadas, que ningún microscopio puede monitorear fácilmente la vida de la sinapsis.

Ahora Mark Schnitzer, un profesor asociado de biología y física aplicada, ha desarrollado herramientas microscópicas en su laboratorio y por primera vez fue posible monitorear las conexiones, llamadas sinapsis, entre neuronas del hipocampo; y confirmar lo que los neurocientíficos piensan que podría estar sucediendo. En los ratones que él y su equipo estudiaron, las conexiones entre neuronas duraron al rededor de 30 días, aproximadamente la duración sobre lo que se cree que los episodios de memoria permanecen en el hipocampo del ratón. El trabajo fue publicado el 22 de junio en la revista Nature (Inglés).

"Sólo porque la comunidad ha tenido una vieja idea eso no la hace correcta", dice Schnitzer. Ahora que la ide ha sido validada, dijo, su técnica podría abrir nuevas áreas de investigación de la memoria: "esto abre la puerta a la siguiente serie de estudios, tal como la memoria almacena en los modelos de estrés o enfermedad".

Memorias móviles

Cuando los ratones experimentan , un nuevo episodio o aprenden una nueva tarea que requiere navegación en el espacio, la memoria se almacena por un mes en una estructura de el centro llamada el hipocampo (esto se almacena un poco mas tiempo que en las personas) Si el ratón tiene una cirugía que afecta el hipocampo sin un mes de moldear una memoria - una memoria de conocer una nueva compañía en su jaula o en el laberinto - esa memoria está perdida.
Si el trastorno ocurre después de un mes, entonces el ratón aún retiene la memoria de un nuevo amigo o ubicación de la comida. Eso es porque la memoria ha sido reubicada a una diferente región de el cerebro, el neocórtex, y no es suceptible a la interrupción en el hipocampo.
"La idea es que los recuerdos son movidos gradualmente alrededor del cerebro", dice Schnitzer, quien también es miembro de Bio-X de Stanford y del Instituto de Neurociencia en Stanford.
"La neocórtex es un depósito a largo plazo, mientras que la evidencia indica que la memoria permanece en el hipocampo del ratón solo por un mes aproximadamente".

En el pasado, científicos del Laboratorio Cold Spring Harbor en Nueva York, y en otros lugares han monitoreado las conexiones entre neuronas en el neocórtex, cercanas a la superficie del cerebro y por lo tanto visible con una pequeña irrupción al cerebro. No vieron las conexiones en si, pero las bulbosas protuberancias llamadas espinas que forman conexiones en su opinión. Viendo que las espinas vienen y van sirven como un representante para conocer cuando las conexiones entre neuronas se crean y rompen.
Esos científicos piensan que cerca de la mitad de las espinas en la neocórtex han permanecido y el resto han regresado cada 5 o 15 días.
"La interpretación fue que cerca de la mitad de las espinas en la neocórtex son almacenes a largo plazo de recuerdos mientras que otras conservan maleabilidad para nuevos recuerdos o el olvido", dice Schnitzer.

Profundo y espeso

Si la misma línea de pensamiento era verdad para el hipocampo como para el neocórtex, las espinas en el hipocampo deben regresar aproximadamente cada 30 días junto con los recuerdos que poseen. Confirmar esa idea ha sido un desafío, sin embargo, porque el hipocampo está enterrado profundamente en el cerebro y las espinas en esa región están densamente pobladas que esas múltiples espinas pueden parecer fusionarse como una sola.

Scnitzer dijo que había tres componentes en la capacidad de su equipo para rastrear las espinas en el hipocampo. El primero fue la técnica que reportó en 2011 que permitio a los científicos establecer la imagen de una neurona sencilla en un ratón vivo durante largos periodos de tiempo. El siguiente fue una aguja óptica, llamada microendoscopía, que permite imágenes de alta resolución de estructuras profundas dentro del cerebro.

Incluso con un modo estable y de alta resolución de representar neuronas en el hipocampo más tiempo, el equipo aún se enfrenta al reto de distinguir cuando la espina ha conseguido o perdido, no pueden decir la diferencia entre una sola espina o varios bultos juntos. "La capacidad para resolver espinas en el hipocampo está justo a al final de nuestra capacidad tecnológica", dijo Schnitzer.

El equipo superó ese problema con un modelo matemático que tomaba en cuenta las limitaciones de la resolución óptica y como eso afectaría los conjuntos de imágenes representando las apariciones y desapariciones de las espinas.
Lo que Schnitzer y su equipo encontraron en el análisis es que la región del hipocampo que almacena recuerdos episódicos contiene espinas que se dan la vuelta desde cada tres a seis semanas - aproximadamente la duración de un recuerdo episódico en los ratones.
Schnitzer dijo que el trabajo confirmó una idea que había sido aceptada hace mucho tiempo sobre como el cerebro almacena recuerdos. Empleando las mismas técnicas, los científicos pueden probar ahora aspectos adicionales de como se forman los recuerdos, recordados y finalmente perdidos en el nivel de las conexiones individuales entre neuronas.

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