Científicos italianos y españoles desvelan cómo funciona la química de la memoria

En uno de los experimentos más famosos de la historia, Ivan Pavlov hacía sonar una campana ante su perro justo antes de darle de comer y el animal salivaba; tras repetirlo varias veces el perro aprendió, o memorizó, el proceso y salivaba al oír la campana, aunque no hubiera comida. Pero ¿qué procesos físico-químicos habría en el cerebro del famoso perro o de cualquier animal que relacione igual? Un equipo científico italo-español ha desvelado ahora ese proceso químico haciendo el experimento en ratones vivos, mientras se fija en su cerebro la secuencia de campana-estimulo-reacción.

"El cerebro hay que estudiarlo en vivo y en directo, para ver lo que cambia, algo fisiológico, cuando haces una actividad motora o mental", comenta José María Delgado García, de la División de Neurociencias de la Universidad Pablo de Olavide (Sevilla). Y estudiar un cerebro en vivo, mientras memoriza o aprende -"porque recordar y aprender son dos caras de la misma moneda", dice-, es lo que ha hecho en el laboratorio, con su colega Agnés Gruart, en una colaboración con el equipo italiano que dirige Lilina Minichiello. Ellos han logrado, "por vez primera", afirman, investigar la base molecular de la memoria en un ratón vivo, identificando una molécula esencial en el aprendizaje y el correspondiente recorrido de señales entre neuronas.

El experimento, cuyos resultados se presentan en la revista Learning and Memory, consiste en introducir un sensor en el cerebro de los ratones (en el hipocampo, que es una región clave en la memoria) y ver cómo funciona cuando aprenden recordando. Se produce un sonido junto al ratón justo antes de que un soplo en los ojos le haga cerrar los párpados y, como en el caso del perro de Pavlov, tras repetirlo varias veces, el animal cierra los ojos al oír el sonido, aún sin soplo que le induzca a hacerlo.

Estudio sutil

Pero el estudio es más sutil y profundo, porque se ha hecho el experimento con dos tipos de ratones: unos normales, de control, y otros transgénicos. En los segundos se ha inutilizado un gen responsable de producir un receptor neuronal específico para una señal química, que se sabe que actúa en la sinapsis (la interacción entre neuronas) en este proceso de memorización.

El resultado del experimento es que los ratones transgénicos, que no tienen ese receptor y, por tanto, sus neuronas no reciben la señal química en cuestión, no recuerdan, no aprenden, y los ratones normales, de control, sí lo hacen. Los científicos concluyen que esos receptores neuronales, con esas señales, son esenciales para este tipo de recuerdo y el aprendizaje, apunta Delgado.

Los científicos no pueden hacer estos experimentos invasivos en cerebros humanos, pero están convencidos de que su hallazgo repercute en la comprensión del proceso de memoria de las personas, porque los mecanismos moleculares básicos, probablemente, no son muy diferentes.

Minichiello, de la Unidad de Biología de Ratones Transgénicos de Monterotondo (Roma), del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL), ha desarrollado los animales del experimento, los que tienen un gen inutilizado y sus células carecen del receptor en cuestión. "Es difícil estudiar un proceso dinámico como la memoria en tubo de ensayo", comenta esta especialista.

Los científicos italianos han tenido que trabajar con unos 15.000 ratones, para hacer los necesarios cruces y ensayos, antes de lograr unos 40 animales útiles para el trabajo. Estos ejemplares fueron enviados al laboratorio de Sevilla, donde Delgado y Gruart hicieron los experimentos fisiológicos y los registros in vivo de los ratones mientras aprendían a cerrar los ojos al oír el sonido asociado. "Lo que registramos es cómo cambia la potencia de la sinapsis en el hipocampo en el ratón in vivo. Y hemos comprobado que en los animales transgénicos del experimento no se puede potenciar esa señal, y no aprenden", explica Delgado.

Delgado puntualiza que hay varios tipos de memoria (consciente, automática, etcétera) y que muchas regiones del cerebro están implicadas, no sólo el hipocampo. La que han estudiado en ratones está relacionada con el aprendizaje temporal, igual que en las personas.

"El cerebro es una máquina que cambia de estado cuando piensa algo complejo", comenta Delgado acerca de la importancia de los estudios in vivo. Para él esta es la clave, y pone un ejemplo: "El cerebro de Einstein, cuando no estaba pensando, sería como es de cualquier persona; la gran diferencia estaría cuando pensaba algo complejo. En ese momento es cuando hay que mirar en el cerebro para ver lo que cambia y cómo cambia".