La memoria no es solo privilegio del cerebro: las células también recuerdan

La memoria nos hace humanos. Aunque otros animales también aprenden y recuerdan, asumimos que para ellos no tiene la misma carga emocional e intelectual que la famosa magdalena de Marcel Proust. Pero, en el fondo, esta experiencia mental no es más que la traducción de procesos moleculares y de mecánica celular en las neuronas. Ahora, los científicos están descubriendo que los mecanismos básicos de la memoria actúan también en otros tipos de células. Puede que una célula del riñón no recuerde “aquella noche en la cabaña del Turmo”, como cantaban los Celtas Cortos, pero su forma de aprender puede ayudar a explicar cómo funciona la memoria, por qué se deteriora y cómo evitarlo.

Hace 2.300 años, Platón y Aristóteles describían la memoria como grabados en una tablilla de cera. Durante siglos, a los grandes pensadores les resultaba difícil comprender cómo somos capaces de aprender y recordar. Solo en el XIX, el psicólogo alemán Hermann Ebbinghaus comenzó a detallar sus procesos por el método experimental. En 1904 el zoólogo Richard Semon, también alemán, definió el engrama como el soporte físico de la memoria, una estructura neuronal, pero fue en la segunda mitad del siglo XX cuando las modernas técnicas de la biología pudieron empezar a desentrañar los mecanismos moleculares en los que residen nuestros recuerdos.

Uno de los fenómenos de la memoria que Ebbinghaus describió en 1885 es lo que se conoce como el efecto de memoria espaciada: aprendemos mejor si estudiamos varias veces separadas a lo largo de un tiempo más largo que todo de una vez en un corto periodo, aunque la cantidad total de estudio sea la misma. Es la clásica diferencia entre el estudio regular y el atracón antes de un examen. Por mucho que pretendamos engañarnos creyendo que esto último nos funciona mejor, no es así; este efecto ha sido validado una y mil veces.

El riñón aprende

No solo los humanos funcionamos de este modo. Los estudios han confirmado este efecto en animales modelo con un sistema nervioso simple como las babosas de mar, muy utilizadas en investigaciones sobre la memoria, e incluso en neuronas en cultivo. En este caso, los experimentos han desvelado algunos de los mecanismos moleculares: se aplican pulsos de estimulación a las neuronas y se observa la respuesta, la activación de un gen productor de una proteína llamada CREB que a su vez enciende otros genes implicados en la formación de la memoria. A igual cantidad total de estímulo, las neuronas responden más —aprenden mejor— si los pulsos se espacian en el tiempo en lugar de aplicarse de golpe.

Pero según el neurocientífico Nikolay Kukushkin, de la Universidad de Nueva York, “nadie ha visto nunca este efecto de memoria espaciada fuera del sistema nervioso”. Y, sin embargo, todas las células del organismo tienen el mismo genoma completo, incluyendo el gen CREB. De hecho, esta proteína también está presente en otros tejidos con distintas funciones, por lo que Kukushkin y su equipo decidieron explorar si otras células distintas de las neuronas respondían del mismo modo; es decir, si también aprendían mejor a intervalos que de una sola vez.

Para ello, utilizaron células renales modificadas para que la activación de CREB por estímulos químicos produjera un resultado visible y medible, la producción de una proteína luminosa cuyo gen se obtiene de las luciérnagas. De este modo, Kukushkin y sus colaboradores han descubierto que las células del riñón aprenden respondiendo a la regla del efecto espaciado: cuatro pulsos de tres minutos, separados por 10 minutos, producen más luz 24 horas después que un solo pulso de 12 minutos. Según Kukushkin, “la diferencia entre los dos patrones se detecta de forma similar a como lo hacen las neuronas”. Para el neurocientífico, “las células no neurales son mucho más listas de lo que creemos”, y esta capacidad de aprender mejor espaciando el aprendizaje “podría ser una propiedad fundamental de todas las células”.

Las células se habitúan

El trabajo de Kukushkin y sus colaboradores, publicado en Nature Communications, muestra por primera vez en células no neuronales un efecto característico de la memoria compleja que se suponía reservado al sistema nervioso. Pero se suma a toda una historia de hallazgos que han revelado que las células individuales, tanto en seres unicelulares como formando parte de un organismo, no son ajenas a la experiencia previa, sino que aprenden de ella. De ese modo, su respuesta en el futuro a un determinado estímulo no es igual que la primera vez.

Otro estudio reciente, de la Universidad de Harvard y el Centro de Regulación Genómica de Barcelona (CRG), ha utilizado modelos computacionales de simulación para descubrir cómo las células individuales guardan el recuerdo de esas experiencias pasadas para mostrar comportamientos de habituación, como cuando nos acostumbramos a un ruido o a un olor. Según la directora del trabajo en el CRG, Rosa Martínez-Corral, “esto podría ser un tipo de memoria a nivel celular, capacitando a las células tanto para reaccionar de inmediato como para influir en una futura respuesta”.

Dado que nuestros recuerdos radican también en mecanismos moleculares y celulares, los investigadores valoran estos hallazgos como avances hacia “la comprensión de cómo funciona la memoria, y podrían llevar a vías mejores para potenciar el aprendizaje y tratar problemas de memoria”, apunta Kukushkin. Pero además, añade, pueden también ayudar a burlar la resistencia a los tratamientos: las células del cáncer aprenden a habituarse a la quimioterapia, y el sistema inmune se acostumbra a la presencia de las células malignas y deja de responder contra ellas. La memoria no está solo en el cerebro, y los estudios en sistemas más simples, concluye Martínez, “pueden ser útiles para abordar muchas otras preguntas fundamentales”.