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¿De qué están hechos los recuerdos duraderos?
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¿De qué están hechos los recuerdos duraderos?

En verde, actividad del CPEB3 en una neurona de ratón, al estimularse | M.V., Ford y Luana

Aparentemente, de una proteína. Los recuerdos están hechos de un tipo de prion llamado CPEB3 cuyo mecanismo neuronal ha sido observado ahora en células del cerebro de ratón.

En verde, actividad del CPEB3 en una neurona de ratón, al estimularse | M.V., Ford y Luana
En verde, actividad del CPEB3 en una neurona de ratón, al estimularse | M.V., Ford y Luana

Tras un primer beso, un nacimiento, un viaje increíble… hay un puñado de átomos guardianes. El cerebro tiene la habilidad de proteger nuestros recuerdos más preciados. Pero ¿de qué están hechos los recuerdos? ¿Hay una molécula que los mantenga atados? Desde 2015, sabemos que proteínas similares a los priones (como las de la enfermedad de las vacas locas) son fundamentales para mantener recuerdos a largo plazo en ratones, y probablemente en otros mamíferos.

Ahora, un estudio de la Universidad de Columbia (EE.UU.) ha observado cómo la proteína CPEB3 prepara a las neuronas del cerebro para almacenar recuerdos duraderos en roedores. De ser un mecanismo similar en humanos, como creen, estamos ante otro frente para abordar enfermedades como el alzhéimer.

La memoria es puro proceso biológico

Cuando se crean recuerdos a largo plazo en el cerebro, se hacen nuevas conexiones entre las neuronas que permiten almacenar experiencias en la memoria. Esas conexiones físicas deben mantenerse para que persista, de lo contrario se desintegrarán y el recuerdo desaparecerá en unos días. Muchos investigadores han buscado moléculas guardianas de la memoria a largo plazo. Pero no ha sido fácil localizarlas.

[blockquote align=»left» author=»E. Kandel, autor y Nobel de Fisiología»]En el fondo, la memoria es un proceso biológico, no muy diferente al latido del corazón.[/blockquote]

“En el fondo, la memoria es un proceso biológico, no muy diferente al latido del corazón”, resta romanticismo el investigador y premio Nobel Eric Kandel, codirector del Instituto de Comportamiento Cerebral Mortimer B. Zuckerman. “Con este estudio, hemos arrojado nueva luz sobre los fundamentos moleculares detrás de la capacidad de nuestro cerebro para crear, mantener y recordar a lo largo de nuestras vidas”. Han vuelto a ver que una molécula, ya relacionada con la memoria episódica o a corto plazo, tiene bastante que ver.

El trabajo se ha realizado en células de ratón, es ahí donde han podido ver “brillar” los recuerdos en forma de actividad neuronal. El equipo neurocientífico de Columbia mapeó parte de la maquinaria molecular que ayuda al cerebro a mantener este tipo de recuerdos a largo plazo. Al observar la actividad de las células nerviosas del cerebro que se extrajeron del centro de la memoria, los investigadores describieron cómo la proteína CPEB3 prepara a las neuronas para almacenar recuerdos que resisten el paso del tiempo.

Estos hallazgos, publicados hoy en PNAS , proporcionan una visión nunca antes vista (en 2015, con los primeros experimentos, no pudieron visualizarlo así) de una de las funciones celulares más universales y básicas del cerebro. También sugieren nuevos objetivos contra las enfermedades neurodegenerativas caracterizadas por la pérdida de memoria, especialmente la enfermedad de Alzheimer.

Un apretón de manos eléctrico

El cerebro, al menos en teoría, tiene un límite muy alto en lo que a capacidad de almacenamiento físico se refiere. Traducido a términos digitales, se suele escuchar la cifra de 1 a 2 petabytes (aproximadamente, lo que todo lo almacenado por los usuarios mundiales de Facebook). Pero ciertamente es difícil establecer una comparación a la hora de medirse con un disco duro. Los mecanismos de guardado y recuperación son diferentes y ahí es donde residen los misterios de la memoria humana, ligada a la emoción y los estímulos sensoriales (un olor nos «despierta» un recuerdo, almacenado, pero «olvidado»). Eso sí, la base mecánica sí tiene similitudes.

Todos los recuerdos, incluso los fugaces, se crean cuando pequeñas ramas (axones) que se extienden desde las neuronas se conectan entre sí. Este descubrimiento se lo debemos en buena medida a Santiago Ramón y Cajal (1884). Estos puntos de conexión, llamados sinapsis, son como apretones de manos: pueden ser fuertes o débiles. Cuando se debilitan, los recuerdos se desvanecen. Pero cuando se fortalecen, los recuerdos pueden resistir la prueba del tiempo. El fortalecimiento de una sinapsis causa un cambio observable en la anatomía de las neuronas.

Recreación artística de una sinapsis neuronal
Recreación artística de una sinapsis neuronal | Giphy

En 2015,  el doctor Kandel y su equipo identificaron esa proteína en roedores, la CPEB3. Al suprimirla en ratones,  los animales pudieron formar una nueva memoria pero fueron incapaces de mantenerla intacta. «Sin CPEB3, las conexiones sinápticas colapsan y la memoria se desvanece», explica Luana Fioriti, del Instituto de Teletón Dulbecco en Milán (Italia), ahora en Columbia. «Descubrir la función precisa de CPEB3 dentro de las neuronas fue el impulso para el estudio de ahora».

Dentro del hipocampo, el centro de memoria del cerebro, CPEB3 se produce a intervalos regulares dentro de las neuronas. En el estudio , el equipo de Columbia descubrió que una vez que se produce la proteína, se transfiere a los cuerpos P, almacenes de aislamiento que mantienen el CPEB3 inactivo y listo para usar. Pero esos almacenes no tienen puertas, por así decirlo.

«Los cuerpos P carecen de una barrera física, como una membrana, para contener CPEB3»,  precisa Lenzie Ford (@LenzieFord), coautora del artículo. «Simplemente, los cuerpos P son más densos que sus alrededores. Esta diferencia de densidades mantiene unidos los cuerpos P, creando una especie de campo de fuerza biofísico que mantiene el CPEB3 contenido dentro y lejos de las otras partes de la célula», a modo de barrera.

Una vez cargados de CPEB3 inactivo, los investigadores encontraron que los cuerpos P abandonan el centro de una neurona y viajan por sus ramas hacia las sinapsis. Cuando un animal tiene una experiencia y comienza a formar un recuerdo, los cuerpos P se disuelven. El CPEB3 se libera en la sinapsis para ayudar a crear esa memoria. Con el tiempo, a medida que se lanza más CPEB3, estas sinapsis se fortalecen. Esto altera la anatomía de las neuronas y, como resultado, estabiliza ese recuerdo.

«Nuestros resultados subrayan el papel central que desempeña la síntesis de proteínas en el mantenimiento de la memoria», recalca Kandel. «Y aunque es probable que haya procesos adicionales involucrados, que aún no hemos descubierto, este estudio con herramientas bioquímicas, genéticas y de microscopía de última generación revela un elegante mecanismo biológico de memoria con detalles inigualables».

[blockquote align=»left» author=»»]El estudio proporciona información sobre las enfermedades neurodegenerativas caracterizadas por la pérdida de memoria[/blockquote]

También proporciona información sobre las enfermedades neurodegenerativas caracterizadas por la pérdida de memoria. Debido a la importancia demostrada de CPEB3 en el almacenamiento de memoria, y debido a que una versión de CPEB3 también está presente en el cerebro humano, esta proteína representa un área prometedora de para investigar, junto a otra proteína, llamada SUMO, encargada de transportar al CPEB3.

No se trata de ser Funes el Memorioso, el presonaje de Borges incapaz de borrar recuerdos, lo cual es bastante patológico, sino de ver qué mecanismos actúan física y químicamente tras el borrado de la memoria en las enfermedades neurodegenerativas.

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