Los recuerdos que vuelven para guiar el comportamiento

Mediante la observación de la actividad de todo el cerebro del pez cebra en vivo, investigadores del Instituto de Ciencias del Cerebro RIKEN, en Japón, han visualizado por primera vez cómo la información almacenada como memoria a largo plazo en la corteza cerebral se procesa para guiar las elecciones de comportamiento. El estudio, publicado este jueves en la revista 'Neuron', se llevó a cabo por los doctores Tazu Aoki y Hitoshi Okamoto, del Laboratorio de Regulación Génica del Desarrollo, pionero en el estudio de cómo el cerebro controla el comportamiento en el pez cebra.

En nuestra interacción con nuestro entorno constantemente nos referimos a experiencias pasadas almacenadas como recuerdos para guiar las decisiones de comportamiento, pero la manera en la que se forman los recuerdos, se almacenan y recuperan para asistir a la toma de decisiones sigue siendo un misterio. El cerebro de los mamíferos es demasiado grande para observar todo el circuito de los nervios en la acción, pero el uso de una técnica llamada imágenes de calcio, el equipo de científicos fue capaz de visualizar por primera vez la actividad de todo el cerebro del pez cebra durante la recuperación de memoria.

La imagen de calcio toma ventaja del hecho de que los iones de calcio entran en las neuronas tras la activación neuronal y al introducir una sustancia fluorescente sensible al calcio en el tejido neural, es posible rastrear el influjo de calcio en las neuronas y, por lo tanto, visualizar la actividad neuronal.

Los investigadores entrenaron a peces cebra transgénicos que expresan una proteína sensible al calcio para evitar una descarga eléctrica suave usando un LED como señal roja. Al observar la actividad cerebral de peces cebra al presentarse el LED rojo se podría visualizar el proceso de recordar el comportamiento de precaución aprendido.

Los científicos analizaron la actividad neuronal en la parte dorsal del telencéfalo del pescado, que corresponde a la corteza cerebral humana, mediante la presentación de la luz LED roja 24 horas tras la sesión de entrenamiento. No observaron ninguna actividad cuando presentaron la señal 30 minutos después del entrenamiento.

En otro experimento, los investigadores muestran que si eliminan esa región del cerebro, los peces son capaces de aprender de la conducta de evitación, un recuerdo a corto plazo, pero no pueden formar ninguna memoria a largo plazo de esta forma de actuar. "Esto indica que los recuerdos a corto y a largo plazo se forman y almacenan en diferentes partes del cerebro. Pensamos que la memoria a corto plazo debe ser transferida a la región cortical para que se consolide en la memoria a largo plazo", explica Aoki.

Posteriormente, el equipo probó si los recuerdos de las mejores opciones de comportamiento pueden ser modificados por un nuevo aprendizaje. Los peces fueron entrenados para aprender dos comportamientos opuestos de evitación, cada uno asociado con un color de LED diferente, azul o rojo, como señal, y encontraron que presentar las diferentes señales conduce a la activación de diferentes grupos de neuronas en el telencéfalo, lo que indica que los diferentes programas de comportamiento se almacenan y recuperan por diferentes poblaciones de neuronas.

"Con la utilización de imágenes de calcio en el pez cebra pudimos visualizar, por primera vez, un proceso en curso de consolidación de la memoria. Este enfoque abre nuevas vías de investigación en la memoria utilizando el pez cebra como organismo modelo", concluye el doctor Okamoto.