Un equipo del Instituto de Neurociencias (IN), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH), ha identificado en ratones un mecanismo que permite al cerebro equilibrar la incorporación de nueva información con la conservación de recuerdos previamente formados.
El estudio, publicado en PLOS Biology, muestra que la actividad de determinadas neuronas del giro dentado, una estructura del hipocampo relacionada con la formación de nuevos recuerdos, influye en la capacidad del sistema nervioso para detectar pequeñas diferencias entre experiencias similares o mantener representaciones más estables.
La memoria no funciona como una copia exacta de cada experiencia. El cerebro necesita incorporar información nueva sin convertir cada modificación de una situación conocida en un recuerdo completamente diferente.
Esta capacidad permite, por ejemplo, reconocer un lugar habitual aunque haya cambiado ligeramente y, al mismo tiempo, diferenciar dos experiencias cuando sus diferencias son relevantes.
“La memoria no es un repositorio estático de información, sino un proceso vivo y adaptativo”, explica el investigador Santiago Canals, colíder del estudio.
Un mecanismo relacionado con la formación de recuerdos
Para analizar este proceso, los investigadores estudiaron el hipocampo y, específicamente, el giro dentado. En esta región, determinadas neuronas ejercen una función inhibitoria sobre otras células del circuito y contribuyen a regular cómo se incorporan nuevas experiencias.
El equipo modificó experimentalmente esta actividad inhibitoria en ratones durante la codificación de los recuerdos, es decir, en el momento en que la información se procesa para formar una nueva representación.
Posteriormente, los animales fueron sometidos a tareas que permitían evaluar su capacidad para reconocer pequeños cambios en el entorno.
Los resultados mostraron que reducir la inhibición aumentaba la sensibilidad a las diferencias. Cuando se modificaba ligeramente la posición de un objeto, los ratones con menor inhibición podían detectar mejor ese cambio que los animales utilizados como control.
En cambio, aumentar la actividad inhibitoria hacía al sistema menos sensible a pequeñas diferencias y favorecía representaciones más resistentes a los cambios.
“Al manipular la inhibición, pudimos modificar cómo realizaban la tarea los ratones. Con niveles más bajos de lo habitual, su comportamiento era más consistente con una mejor recuperación de la memoria y con un recuerdo más detallado”, señala Encarni Marcos, responsable de la línea de investigación Mecanismos Neuronales de la Conducta en el IN-CSIC-UMH y colíder del trabajo.
Un equilibrio que depende de la cantidad de información
Para estudiar por qué una menor inhibición no necesariamente resulta beneficiosa en todas las circunstancias, los investigadores desarrollaron un modelo computacional que reproduce de manera simplificada la adquisición y recuperación de representaciones de memoria.
El modelo permitió modificar el nivel de inhibición y analizar cómo este parámetro afecta a la capacidad del sistema para distinguir experiencias similares y mantener representaciones consistentes.
Los resultados predijeron que no existe un nivel óptimo de inhibición para todas las situaciones.
Cuando la carga de memoria es baja, una menor actividad inhibitoria puede favorecer la discriminación de experiencias. Sin embargo, cuando aumenta la cantidad de información almacenada, una mayor inhibición puede contribuir a mantener representaciones más consistentes.
Estas predicciones fueron posteriormente comprobadas en animales mediante una tarea en la que los ratones debían aprender asociaciones entre objetos, posiciones y distintos entornos.
“Gracias a la combinación de herramientas experimentales y computacionales, hemos encontrado un punto de equilibrio en la formación de la memoria que nos permite entender cuándo este sistema, que para ser útil debe ser flexible, se actualiza con nueva información y cuándo mantiene una mayor consistencia”, explica Canals.
El efecto se produce durante la codificación
El equipo también determinó que el mecanismo actúa específicamente durante la codificación de la experiencia, cuando se construye inicialmente la representación de un recuerdo.
Esto indica que la actividad inhibitoria estudiada interviene en la formación inicial de la representación y no en su posterior estabilización o recuperación.
Los investigadores plantean que los circuitos inhibitorios del giro dentado contribuyen a situar al hipocampo en diferentes estados de funcionamiento.
Una mayor sensibilidad permitiría incorporar cambios y distinguir experiencias similares, mientras que una mayor consistencia ayudaría a proteger las representaciones frente a interferencias.
“Lo que interpretamos de estos resultados es que existe un mecanismo que dinámicamente ajusta el modo de operación, utilizando la inhibición”, explica Marcos.
No obstante, los investigadores señalan que todavía no se han identificado las señales que controlan este ajuste en condiciones naturales.
Determinar qué mecanismos regulan la actividad inhibitoria y cuándo se produce el cambio entre estos estados será objeto de futuras investigaciones.
El trabajo contó con financiación de la Agencia Estatal de Investigación, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, el Programa Severo Ochoa para Centros de Excelencia, los fondos Next Generation de la Unión Europea y la Generalitat Valenciana.
Fuente: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Información adaptada por la Redacción de DiarioSalud.
Foto: Archivo DiarioSalud.
