Comunicado de prensa
Investigadores de Einstein descubren cómo se forman los recuerdos de larga duración en el cerebro
25 de abril de 2023
25 de abril de 2023—(BRONX NY)— Ayudar a tu madre a hacer panqueques cuando tenías tres años... andar en bicicleta sin capacitación ... tu primer beso romántico: ¿cómo conservamos recuerdos vívidos de eventos que sucedieron hace mucho tiempo? Como se describe en un artículo publicado en línea hoy en Neuron, los investigadores del Albert Einstein College of Medicine han encontrado la explicación.
“La capacidad de aprender nueva información y almacenarla durante largos períodos es una de las características más notables del cerebro”, dijo Robert H. Singer, PhD, coautor del artículo. “Hemos hecho un descubrimiento sorprendente en ratones sobre la base molecular de la creación de esos recuerdos a largo plazo”. El Dr. Singer es profesor de biología celular y del Departamento de Neurociencia Dominick P. Purpura, presidente 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. Están formados por neuronas (células nerviosas) y almacenados en una región del cerebro llamada hipocampo. Se forman cuando la estimulación neuronal repetida fortalece las sinapsis (las conexiones entre las células nerviosas). Se necesitan proteínas para estabilizar las conexiones sinápticas duraderas necesarias para los recuerdos a largo plazo. Los planos de esas proteínas son moléculas de ARN mensajero (ARNm) que, a su vez, se transcriben (copian) a partir de genes asociados a la memoria.
“La paradoja es que lleva mucho tiempo (varias horas) formar un recuerdo duradero, pero los ARNm y las proteínas asociadas con la producción de proteínas desaparecen en menos de una hora”, dijo Sulagna Das, PhD, primera y coautora del artículo y profesora adjunta de investigación de biología celular en Einstein. “¿Cómo es posible?”
Para responder a esa pregunta, el equipo de investigación desarrolló un modelo de ratón en el que marcaron con fluorescencia todas las moléculas de ARNm que fluyen desde Arc, un gen de importancia crítica para convertir nuestras actividades y otras experiencias en recuerdos a largo plazo. Los investigadores estimularon las sinapsis en neuronas del hipocampo del ratón y luego, utilizando técnicas de imágenes de alta resolución que desarrollaron, observaron los resultados en células nerviosas 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 creadas 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 a la base molecular para la creación de esos recuerdos a largo plazo.
PhD, Robert H. Singer.
"Con cada ciclo, vimos que se acumulaban cada vez más proteínas para formar 'puntos calientes' en la sinapsis, que es donde se fijan los recuerdos", dijo el Dr. Das. Habíamos descubierto un circuito de retroalimentación previamente desconocido que explicaba cómo los ARNm y las proteínas de vida corta pueden crear recuerdos de larga duración.
El Dr. Singer sugiere pensar en lo que implica memorizar un poema: “Para crear un recuerdo duradero es necesario leer el poema repetidamente y cada lectura puede considerarse como un estímulo intermitente que agrega proteínas generadoras de memoria a la sinapsis”.
La Dra. Das señaló que la expresión defectuosa del gen Arc se ha relacionado con problemas 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 de las células nerviosas puede proporcionar información sobre las causas de estos problemas de salud", señaló.
El artículo se titula “El mantenimiento de una proteína de vida corta necesaria para la memoria a largo plazo implica ciclos de transcripción y traducción local”. Entre los autores adicionales se encuentran Pablo Castillo, MD, PhD y Pablo Lituma, PhD (anteriormente en Einstein) en Weill Cornell Medical College.
