Los científicos visualizan un cerebro creando recuerdos
Investigadores españoles exploran los beneficios de la estimulación eléctrica del encéfalo para mejorar la memoria y el aprendizaje
En un laboratorio de Bellaterra, en Barcelona, hay unas ratas que aprietan una palanca y sienten algo parecido al orgasmo. Los electrodos implantados en sus cerebros aplican una leve corriente eléctrica que estimula las neuronas del hipotálamo, el centro neurológico del placer. Si no las sacasen de sus cajas, podrían estar ahí horas, días, dándole al mecanismo, dicen los científicos que están a su cargo.
Lo interesante de estos roedores es que cada vez que se aplican una dosis de electricidad se activa también otra zona de su cerebro: el hipocampo, clave para la memoria. “Con esta línea de investigación queremos explicar una cuestión básica: ¿qué sucede en el sistema nervioso cuando se forma un recuerdo?”, explica Ignacio Morgado, catedrático de psicobiología de la Universidad Autónoma de Barcelona. “También, para el futuro, exploramos una posible aplicación de estas técnicas a humanos para facilitar la memoria o mejorarla en caso de daños”, añade.
La estimulación intracraneal que reciben las ratas es una técnica conocida desde hace décadas. Consiste en la implantación de electrodos en un punto concreto del cerebro para simular con electricidad el proceso natural de activación neuronal. En la actualidad se usa para tratar algunos trastornos neurológicos como el párkinson y, más recientemente, la depresión. El equipo de Morgado investiga otro de sus posibles beneficios: la mejora de la memoria y la capacidad de aprendizaje.
El equipo del laboratorio de Psicobiología de la Universidad Autónoma de Barcelona que dirige Morgado viene desarrollando desde hace años este tipo de investigaciones. En estudios anteriores demostraron que la autoestimulación eléctrica intracraneal, que por ser placentera se la aplican las propias ratas presionando la palanca, puede hacer que los animales con poca memoria se igualen a los que tienen mucha, además de mejorar la memoria de animales viejos o con daño en el cerebro.
En un estudio recién publicado en Behavioural Neuroscience, el equipo de Morgado se ha servido de esta técnica para sumergirse dentro de un cerebro que almacena recuerdos o aprende cosas nuevas. Para conseguirlo, lo primero es someter a las ratas de Bellaterra a una prueba conocida como el laberinto acuático de Morris. Los roedores se sueltan en una piscina en la que no hacen pie. Allí deben nadar hasta encontrar una plataforma que está a un centímetro bajo el agua para que no se vea a simple vista y que les permite descansar del extenuante ejercicio. Unas señales externas que han aprendido previamente les indican dónde se encuentra el soporte (ver vídeo). El trabajo ha demostrado que las ratas que se proporcionan a sí mismas la estimulación intracraneal encuentran el islote mucho antes y recuerdan la prueba mejor que los controles.
Los investigadores analizan después los cerebros gracias a una técnica desarrollada en el Laboratorio Cajal de la Universidad Politécnica de Madrid. Allí aíslan las neuronas y las tiñen con un tinte llamado amarillo de Lucifer que resalta todas las ramificaciones y conexiones de esa célula nerviosa con otras. Las ratas que habían recibido la estimulación cerebral tenían muchas más ramificaciones, más largas y con un mayor número de conexiones con otras neuronas. “Es la primera vez que conseguimos ver esto en relación con la estimulación y una mejor capacidad de aprendizaje”, explica Morgado. “Nuestra hipótesis es que lo que vemos en esas imágenes es la memoria”, detalla.
Esta técnica podría algún día usarse para mejorar la memoria y el aprendizaje en personas con daños cerebrales. En EE UU se está probando ya en pacientes que tienen electrodos implantados para tratar la epilepsia. Los ensayos los financia el Ejército de EE UU, que espera que esta técnica pueda ayudar algún día a recuperar la memoria a soldados que han sufrido daños cerebrales en combate. Si funcionase, la intervención también podría ser beneficiosa para proteger o reparar la memoria de muchas otras personas, entre ellas, las que sufren alzhéimer.
Controlar el cerebro con luz
Las pruebas presentadas establecen una correlación entre la estimulación del encéfalo y la aparición de neuronas con ramificaciones más largas, pero no se puede asegurar que haya una relación causa-efecto, es decir, que sean esas neuronas las encargadas de recordar y aprender dónde está el islote salvador dentro de la piscina, advierte Morgado. Para ello habría que recurrir a la optogenética, una técnica muy novedosa que permite activar neuronas con luz y que puede mostrar qué células nerviosas son las encargadas de almacenar un recuerdo concreto e incluso cambiarlo. "No conozco ningún equipo que, hoy por hoy, use esta técnica en España", dice Morgado. "Tendremos que esperar a que los investigadores jóvenes que la están aprendiendo en el extranjero la traigan de vuelta algún día", expone. Lo que sí está haciendo su equipo es identificar los genes responsables de los cambios físicos observados. En el estudio han participado también investigadores de la Universidad Nacional de Educación a Distancia y el Instituto Cajal del CSIC.
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