Comunicado de prensa
Investigadores de Einstein descubren cómo se forman los recuerdos duraderos en el cerebro.
25 de abril de 2023
25 de abril de 2023—(BRONX, NY)— Ayudar a tu madre a hacer panqueques a los tres años… andar en bicicleta sin capacitación … tu primer beso romántico: ¿Cómo conservamos recuerdos vívidos de eventos del pasado? Como se describe en un artículo publicado hoy en línea en Neurona, investigadores del Albert Einstein College of Medicine han encontrado la explicación.
“La capacidad de aprender nueva información y almacenarla durante largos periodos es una de las características más notables del cerebro”, afirmó el PhD Robert H. Singer, coautor del artículo. “Hemos hecho un descubrimiento sorprendente en ratones sobre la base molecular de la formación de esos recuerdos a largo plazo”. El Dr. Singer es profesor de biología celular y del Departamento de Neurociencia Dominick P. Purpura, catedrático emérito de anatomía y biología estructural, y director del Programa de Biología del ARN en Einstein.
Algunos aspectos de la base celular de la memoria ya se conocían. Son producidos por neuronas (células nerviosas) y almacenados en una región cerebral llamada hipocampo. Se forman cuando la estimulación neuronal repetida fortalece las sinapsis (las conexiones entre las células nerviosas). Las proteínas son necesarias para estabilizar las conexiones sinápticas duraderas necesarias para la memoria a largo plazo. Los planos de estas proteínas son moléculas de ARN mensajero (ARNm) que, a su vez, se transcriben (copian) a partir de genes asociados con la memoria.
“La paradoja es que se tarda mucho tiempo —varias horas— en formar un recuerdo duradero, pero los ARNm y las proteínas asociadas con la producción de proteínas desaparecen en menos de una hora”, afirmó la Dra. Sulagna Das, primera y coautora del artículo, y profesora adjunta de investigación de biología celular en Einstein. “¿Cómo es posible?”
Para responder a esta pregunta, el equipo de investigación desarrolló un modelo murino en el que marcaron con fluorescencia todas las moléculas de ARNm que fluyen de Arc, un gen crucial para convertir nuestras actividades y otras experiencias en recuerdos a largo plazo. Los investigadores estimularon las sinapsis en neuronas del hipocampo murino y, posteriormente, mediante técnicas de imagen de alta resolución desarrolladas por ellos mismos, observaron los resultados en neuronas individuales en tiempo real.
Para su sorpresa, observaron que un solo estímulo a la neurona desencadenaba numerosos ciclos en los que el gen codificador de memoria Arc producía moléculas de ARNm que luego se traducían en proteínas Arc que fortalecían las sinapsis.
“Vimos que algunas de las moléculas de proteína generadas a partir de ese estímulo sináptico inicial regresan a Arc y lo reactivan, iniciando otro ciclo de formación de ARNm y producción de proteínas seguido de varios otros”, dijo el Dr. Singer.
Hemos hecho un descubrimiento sorprendente en ratones respecto de la base molecular para la creación de esos recuerdos a largo plazo.
Robert H. Singer, Doctor en Filosofía.
“Con cada ciclo, observamos que se acumulaba cada vez más proteína para formar 'puntos calientes' en la sinapsis, donde se consolidan los recuerdos”, afirmó el Dr. Das. Descubrimos un ciclo de retroalimentación previamente desconocido que explicaba cómo los ARNm y las proteínas de corta duración pueden crear recuerdos duraderos.
Considere lo que implica memorizar un poema, sugirió el Dr. Singer: “Para crear un recuerdo duradero es necesario leer el poema repetidamente y cada lectura puede considerarse como un estímulo intermitente que agrega proteína constructora de memoria a la sinapsis”.
La Dra. Das señaló que la expresión defectuosa del gen Arc se ha relacionado con dificultades de memoria en humanos y está vinculada a trastornos neurológicos, como el trastorno del espectro autista y la enfermedad de Alzheimer. «Lo que aprendamos sobre la respuesta de Arc a la estimulación neuronal puede proporcionar información sobre las causas de estos problemas de salud», señaló.
El artículo se titula «El mantenimiento de una proteína de corta duración necesaria para la memoria a largo plazo implica ciclos de transcripción y traducción local». Entre los autores adicionales se encuentran el MD Pablo Castillo y el PhD Pablo Lituma (anteriormente en Einstein) del Weill Cornell Medical College.
