Los recuerdos son como escenas de una película, y el cerebro es un excelente editor de video.
por Shelly Fan
Tome un día normal como ejemplo. Una rutina matutina (ducha, café, revisar correos electrónicos) se corta a la perfección en una escena continua. Otros sucesos a lo largo del día se convierten en cortes separados, por lo que al recordar un recuerdo, por ejemplo, un fabuloso sándwich de bagel, el recuerdo aparece en la mente por sí solo. Sin embargo, en última instancia, aún conservamos una narrativa continua de nuestras vidas que da forma a lo que somos, sin que los recuerdos se mezclen entre sí en una trama incomprensible.
¿Cómo hace eso el cerebro?
Un nuevo estudio en Nature apunta a una pista sorprendente: una proteína llamada CCR5. El nombre puede sonar familiar. Es bien conocido como una puerta de entrada para la infección por VIH. También es el gen que saltó a la fama en 2018, cuando un científico deshonesto usó CRISPR-Cas9 para diseñar los primeros bebés editados genéticamente del mundo, lo que provocó una reacción global y lo llevó a prisión.
Parte de la preocupación de los bebés es que CCR5 es multitarea. En el cerebro, por ejemplo, habita en células en niveles altos en el hipocampo, una región crítica para la memoria. CCR5 se ha relacionado previamente con funciones de memoria , lo que genera preguntas sobre cómo las ediciones podrían alterar la cognición de los bebés en el futuro.
El nuevo estudio ofrece pistas adicionales. En ratones, CCR5 actúa como la herramienta de tijera en la edición de video. A medida que el cerebro procesa continuamente nuevas experiencias en recuerdos, los altos niveles de CCR5 esencialmente cortan la línea de tiempo en episodios distintos. Si bien normalmente es útil, los niveles de CCR5 aumentan durante el envejecimiento y, a menudo, se vuelven demasiado entusiastas. El resultado es la pérdida de la memoria: una mente que se esfuerza por vincular los recuerdos en eventos completos.
“Nuestros recuerdos son una gran parte de lo que somos”, dijo el autor principal del estudio, el Dr. Alcino Silva, de la Escuela de Medicina David Geffen de la UCLA. “La capacidad de vincular experiencias relacionadas nos enseña cómo mantenernos seguros y operar con éxito en el mundo”.
¿Las buenas noticias? Usando un fármaco aprobado por la FDA para el tratamiento del VIH, el equipo restauró la capacidad de una mente envejecida para vincular recuerdos en ratones, “un resultado que podría tener implicaciones clínicas sustanciales”, dijo el equipo.
Hablemos de memoria
Los recuerdos pueden parecer volutas amorfas dentro de una mente, pero tienen fuertes fundamentos neurobiológicos.
Cuando nos encontramos con nuevas experiencias, un grupo selecto de neuronas dentro de una parte del hipocampo codifica estos datos. La forma en que se seleccionan estas neuronas aún es relativamente misteriosa, pero los científicos han diseñado formas de “preparar” ciertas neuronas para que participen en la memoria para que sean más activas y más propensas a participar.
Una vez que se almacena un recuerdo, esta red de neuronas se llama engrama. El proceso es muy similar a una computadora que asigna almacenamiento de memoria para guardar un nuevo documento. La activación de cualquier componente del engrama desencadena la activación de toda la red, lo que recupera la memoria.
Este proceso se basa en una danza de una miríada de proteínas. Las neuronas son como hoteles con múltiples cerraduras de proteínas (receptores) y llaves, llamadas ligandos. Las cerraduras generalmente están salpicadas en la superficie de la celda. Cada uno requiere la llave correcta para desbloquearlo. El desbloqueo desencadena una cascada de señales de moléculas dentro de las células, lo que finalmente cambia el comportamiento de una neurona; puede volverse más excitable, o más inhibido y menos inclinado a relacionarse con otros. Menos redes significa menos codificación de memoria y, potencialmente, menos enlace de memoria.
“¿Cómo sabe el cerebro que dos eventos están ocurriendo muy cerca en el tiempo? Abordar esta pregunta requiere comprender cómo se codifica el tiempo en la memoria, una gran incógnita en la investigación de la memoria”, dijeron Andrea Teceros y la Dra. Priya Rajasethupathy de la Universidad Rockefeller, que no participaron en el estudio.
Recuerdo molecular
En el nuevo estudio, el equipo se centró en CCR5 como una proteína clave para desvincular un flujo de memoria. Aunque se conoce principalmente como parte del sistema inmunitario, CCR5 es un receptor altamente expresado en el hipocampo, y estudios previos sugirieron un papel potencial en la memoria.
El equipo comenzó con una configuración popular para pruebas de memoria para ratones. Primero colocaron a los ratones en una jaula para explorar, y cinco horas más tarde, los colocaron en una jaula diferente con decoraciones muy diferentes. Aquí, los ratones recibieron una descarga eléctrica rápida y suave, suficiente para asustarlos y congelarlos de miedo. Esto codificó dos recuerdos diferentes. Dos días después, cuando se colocaron de nuevo en la primera jaula benigna, los ratones también se congelaron, lo que demuestra que vincularon la primera jaula y la segunda, donde realmente recibieron la descarga, en un solo recuerdo.
La diferencia de tiempo fue clave. Cuando el equipo extendió la brecha de cinco horas entre las dos jaulas a 24 horas, los ratones ya no pudieron vincular los recuerdos.
El interruptor resultó ser CCR5. Los niveles de proteína se dispararon brevemente 12 horas después de la codificación inicial y se desplomaron poco después, una trayectoria que es paralela al curso temporal de la vinculación de la memoria. La eliminación o inhibición genética de CCR5 prolongó la ventana de enlace de memoria para que los ratones aún pudieran conectar recuerdos de las dos jaulas con hasta siete días de diferencia. Por el contrario, el aumento de CCR5 disminuyó aún más la capacidad de los ratones para vincular esos recuerdos.
Profundizando más, CCR5 parece jugar directamente con la actividad neuronal en el hipocampo, el libro mayor de la memoria, para amortiguar su actividad. Dos recuerdos cercanos en el tiempo a menudo comparten engramas superpuestos. Aquí, los ratones sin CCR5 tenían mayores superposiciones entre los recuerdos de las dos jaulas y una mayor vinculación de memoria en comparación con sus contrapartes normales.
¿Tratamiento de la memoria del envejecimiento?
Como la mayoría de las moléculas inmunes, los niveles de CCR5 aumentan con la edad, lo que sugiere que pueden fragmentar cada vez más los recuerdos. Esto llevó al equipo a preguntarse: ¿podemos inhibir la proteína para estimular la función de la memoria con la edad?
Probaron la teoría en ratones de mediana edad con un fármaco aprobado por la FDA para el VIH, maraviroc, que inhibe las funciones de la proteína. Una sola infusión directamente en el hipocampo del “centro de la memoria” mejoró la capacidad del animal envejecido para vincular recuerdos, separados por cinco horas, en una prueba posterior. De manera similar, los ratones de mediana edad que carecen genéticamente de CCR5 también vincularon los recuerdos mejor que sus pares normales.
“Cuando les dimos maraviroc a ratones mayores, el fármaco duplicó el efecto de eliminar genéticamente CCR5 de su ADN… los animales mayores pudieron vincular recuerdos nuevamente”, dijo Silva.
Para Terceros y Rajasthupathy, los resultados podrían ayudar con la pérdida de memoria. “Debido a que los déficits de memoria en el envejecimiento y en la enfermedad de Alzheimer podrían estar dominados por déficits en la recuperación (y, por lo tanto, en la vinculación de la memoria) en lugar del almacenamiento de la memoria, que involucra circuitos cerebrales separados, estos resultados podrían tener implicaciones clínicas”.
El estudio es uno de los primeros en interrogar el reloj del cerebro para vincular y segregar la memoria. Abre un mundo de nuevas preguntas. ¿Cómo afecta el enlace de memoria al aprendizaje? ¿Puede ayudar a “marcar la hora” de los recuerdos durante el almacenamiento en la mente? Como molécula inmune, ¿cómo influye CCR5 en la memoria y otras funciones cognitivas? ¿Y qué sucede, si es que sucede algo, cuando los embriones humanos son privados de mala calidad de la molécula, como en el caso de los bebés CRISPR?
Por ahora, el equipo se centra principalmente en el potencial terapéutico de CCR5. “Nuestro próximo paso será organizar un ensayo clínico para probar la influencia de maraviroc en la pérdida temprana de memoria con el objetivo de una intervención temprana”, dijo Silva. “Una vez que comprendamos por completo cómo disminuye la memoria, tendremos el potencial para ralentizar el proceso”.
Crédito de la imagen: geralt / 24463 imágenes
