Traducido por el equipo de SOTT.net

Ayudar a tu madre a hacer tortitas cuando tenías tres años... montar en bici sin las rueditas... tu primer beso romántico: ¿Cómo retenemos recuerdos vívidos de acontecimientos de hace mucho tiempo? Investigadores de la Facultad de Medicina Albert Einstein han encontrado la explicación en un artículo publicado hoy en Neuron.
Brain and consciousness
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"La capacidad de aprender nueva información y almacenarla durante largos periodos es una de las características más notables del cerebro", afirma el Dr. Robert H. Singer, coautor del artículo. "Hemos hecho un descubrimiento asombroso en ratones sobre la base molecular de la creación de esos recuerdos a largo plazo". El Dr. Singer es catedrático de Biología Celular y del Departamento de Neurociencia Dominick P. Purpura, catedrático emérito de Anatomía y Biología Estructural y director del Programa de Biología del ARN en el Einstein.

Ya se conocían algunos aspectos de las bases celulares de la memoria. Son fabricadas por neuronas (células nerviosas) y almacenadas en una región del cerebro llamada hipocampo. Se forman cuando la estimulación neuronal repetida refuerza las sinapsis, es decir, las conexiones entre células nerviosas. Se necesitan proteínas para estabilizar las conexiones sinápticas de larga duración necesarias para los recuerdos a largo plazo. Los diseños de esas proteínas son moléculas de ARN mensajero (ARNm) que, a su vez, se transcriben (copian) a partir de genes asociados a la memoria.

"La paradoja es que se tarda mucho tiempo -varias horas- en formar una memoria duradera y, sin embargo, los ARNm y las proteínas asociadas a la fabricación de proteínas desaparecen en menos de una hora", explica Sulagna Das, doctora, primera autora y coautora del artículo y profesora asistente de investigación de biología celular en Einstein. "¿Cómo es posible?

Para responder a esa pregunta, el equipo de investigación desarrolló un modelo en ratones en el que marcaron con fluorescencia todas las moléculas de ARNm que fluyen desde Arc, un gen de importancia crítica para convertir nuestras actividades y otras experiencias en recuerdos a largo plazo. Los investigadores estimularon sinapsis en neuronas del hipocampo del ratón y luego -mediante técnicas de imagen de alta resolución desarrolladas por ellos- observaron los resultados en células nerviosas individuales en tiempo real.

Para su asombro, observaron que un único estímulo en la neurona desencadenaba numerosos ciclos en los que el gen Arc, que codifica la memoria, producía moléculas de ARNm que luego se traducían en proteínas Arc que reforzaban las sinapsis.

"Vimos que algunas de las moléculas de proteína producidas por ese estímulo sináptico inicial volvían a Arc y lo reactivaban, iniciando otro ciclo de formación de ARNm y producción de proteínas, seguido de varios más", explica el Dr. Singer.

"Con cada ciclo, observamos que se acumulaba más y más proteína para formar 'puntos calientes' en la sinapsis, que son el lugar donde se fijan los recuerdos", dijo la Dra. Das. Habíamos descubierto un bucle de retroalimentación desconocido hasta entonces que explicaba cómo los ARNm y las proteínas de vida corta pueden crear recuerdos de vida duradera".

Pensemos en lo que supone memorizar un poema, sugirió el Dr. Singer: "Para crear un recuerdo duradero es necesario leer el poema repetidamente y cada lectura puede considerarse como un estímulo intermitente que añade a la sinapsis proteínas que construyen la memoria."

La Dra. Das señaló que la expresión defectuosa del gen Arc ha estado implicada en dificultades de memoria en humanos y está vinculada a trastornos neurológicos como el trastorno del espectro autista y la enfermedad de Alzheimer. "Lo que aprendamos sobre la respuesta de Arc a la estimulación de las células nerviosas puede ayudarnos a comprender mejor las causas de estos problemas de salud", señaló.

El trabajo se titula "Maintenance of a short-lived protein required for long-term memory involves cycles of transcription and local translation" ("El mantenimiento de una proteína de vida corta necesaria para la memoria a largo plazo implica ciclos de transcripción y traducción local"). Otros autores son el Dr. Pablo Castillo y el Dr. Pablo Lituma (anteriormente en Einstein), del Weill Cornell Medical College.