Los neurocientíficos de la BU esperan descubrir nuevas formas de tratar los trastornos de la memoria

Los neurocientíficos de la BU esperan descubrir nuevas formas de tratar los trastornos de la memoria

Puede que no lo sepas, pero cada vez que recuerdas un recuerdo, como la primera vez que montaste en bicicleta o fuiste al baile de graduación de la escuela secundaria, tu cerebro cambia el recuerdo ligeramente. Es casi como agregar un filtro de Instagram, con cada devolución de llamada completando detalles y actualizando o perdiendo información.

"Sin darnos cuenta, aplicamos filtros a nuestras experiencias pasadas", dice Steve Ramirez (CAS'10), neurocientífico de la Universidad de Boston. Incluso si una memoria filtrada difiere del original, en su mayor parte se puede saber cuál es esa imagen básica, afirma.

"La memoria es menos una grabación de vídeo del pasado que una reconstrucción", dice Ramírez, profesor asistente de psicología y ciencias del cerebro en la Facultad de Artes y Ciencias de la BU. La naturaleza maleable de la memoria es tanto una bendición como una maldición: es malo cuando recordamos detalles incorrectos, pero es bueno que nuestros cerebros tengan la capacidad natural de moldear y actualizar los recuerdos para hacerlos menos impactantes, especialmente si se trata de algo aterrador o traumático.

Entonces, ¿qué pasaría si fuera posible utilizar la naturaleza maleable de nuestros recuerdos a nuestro favor para curar trastornos mentales como la depresión y el trastorno de estrés postraumático (TEPT)? Eso es exactamente en lo que están trabajando Ramírez y su equipo de investigación. Y después de años de estudiar la memoria en ratones, han descubierto no sólo dónde almacena el cerebro los recuerdos positivos y negativos, sino también cómo silenciar los recuerdos negativos estimulando artificialmente otros más felices.

Nuestra idea del millón de dólares es: ¿qué pasaría si ya existiera en el cerebro una solución para algunos de estos trastornos mentales? ¿Y si la memoria es una forma de llegar allí?

Steve Ramirez, profesor asistente de psicología y neurociencia, Facultad de Artes y Ciencias de BU

En dos nuevos artículos, él y su equipo demuestran el poder de nuestros recuerdos emocionales y cómo nuestras experiencias (y la forma en que las procesamos) dejan huellas físicas reales en el cerebro.

Mapeo de recuerdos positivos y negativos.

Uno de los pasos más importantes para utilizar la memoria para tratar los trastornos de la memoria es comprender dónde existen los recuerdos positivos y negativos en el cerebro y cómo diferenciarlos. Los recuerdos se almacenan en todas las diferentes áreas del cerebro y los propios recuerdos individuales existen como redes de células llamadas engramas. El laboratorio de Ramírez está particularmente interesado en las redes de memoria en el hipocampo del cerebro, una estructura con forma de anacardo que almacena información sensorial y emocional importante para formar y recuperar recuerdos.

En un nuevo artículo publicado en Nature Communications Biology, Ramírez, la autora principal Monika Shpokayte (MED'26) y un equipo de neurocientíficos de la BU mapean las diferencias moleculares y genéticas clave entre los recuerdos positivos y negativos y descubren que los dos son en realidad sorprendentemente diferentes en múltiples niveles. Resulta que los recuerdos emocionales, como un recuerdo positivo o negativo, son físicamente diferentes de otros tipos de células cerebrales y diferentes entre sí.

"Esto es bastante descabellado porque sugiere que estos recuerdos positivos y negativos tienen su propio espacio separado en el cerebro", dice Ramírez, quien también es miembro del Centro de Neurociencia de Sistemas de la BU.

Los autores del estudio descubrieron que las células de memoria positiva y negativa difieren entre sí en casi todos los aspectos: se almacenan principalmente en diferentes regiones del hipocampo, se comunican con otras células a través de diferentes tipos de vías y la maquinaria molecular en ambos tipos de células parece ser diferente.

"Entonces, existe [potencialmente] una base molecular para la distinción entre recuerdos positivos y negativos en el cerebro", dice Ramírez. "Ahora tenemos una serie de marcadores que sabemos que distinguen lo positivo de lo negativo en el hipocampo".

Ver y nombrar recuerdos positivos y negativos sólo es posible con la ayuda de una herramienta neurocientífica avanzada llamada optogenética. Esta es una forma de hacer que los receptores de las células cerebrales respondan a la luz; Los investigadores irradian una luz láser inofensiva al cerebro para activar las células a las que se les ha proporcionado un receptor que responde a la luz. También pueden codificar con colores los recuerdos positivos y negativos introduciendo una proteína fluorescente que se excita con la luz, de modo que, por ejemplo, las redes de células de memoria positivas brillen en verde y las redes de células negativas brillen en rojo o azul.

Reprogramando malos recuerdos

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Antes de que los investigadores marquen un recuerdo en un ratón, primero deben establecerlo. Para ello, exponen a los roedores a una experiencia universalmente buena o desagradable: una experiencia positiva podría ser mordisquear un delicioso queso o socializar con otros ratones; Una experiencia negativa podría ser una descarga eléctrica leve pero sorprendente en los pies. Una vez que se forma un nuevo recuerdo, los científicos pueden encontrar la red de células que retienen esa experiencia y hacer que brillen con un color específico.

Una vez que pueden ver el recuerdo, los investigadores pueden activar artificialmente estas células de memoria con luz láser y, como también descubrió el equipo de Ramírez, reescribir los recuerdos negativos. En un artículo publicado en Nature Communications, descubrieron que activar artificialmente una experiencia positiva reescribe permanentemente una experiencia negativa y atenúa la intensidad emocional del mal recuerdo.

Los investigadores hicieron que los ratones recordaran una experiencia negativa y, durante la recuperación de la memoria del miedo, reactivaron artificialmente un grupo de células de memoria positivas. Según el artículo, la memoria positiva competitiva actualizó la memoria del miedo y redujo la respuesta de miedo en el momento y mucho después de que se activara la memoria. El estudio se basa en trabajos anteriores del laboratorio de Ramírez, que descubrieron que es posible manipular artificialmente recuerdos del pasado.

Activar un recuerdo positivo era la forma más eficaz de actualizar un recuerdo negativo, pero el equipo también descubrió que no es la única forma. En lugar de centrarse únicamente en las células de memoria positivas, también intentaron activar una memoria neutra (una experiencia común y aburrida para un animal) y luego intentaron activar todo el hipocampo y descubrieron que ambas eran efectivas.

"Si se estimulan muchas células que no están necesariamente asociadas con ningún tipo de memoria, se puede causar suficiente interferencia como para alterar la memoria del miedo", dice Stephanie Grella, autora principal y ex investigadora postdoctoral en el Laboratorio Ramírez, quien recientemente fundó el Laboratorio de Mecanismos Neuromoduladores y de Memoria en la Universidad de Loyola.

Aunque no es posible activar recuerdos artificialmente en humanos, los resultados aún podrían transferirse a entornos clínicos, afirma Grella. "Porque puedes preguntarle a la persona: '¿Puedes recordar algo negativo, puedes recordar algo positivo?'", dice -; Preguntas que no puedes hacerle a un ratón.

Ella sugiere que puede ser posible anular los efectos de un recuerdo negativo que ha afectado el estado mental de una persona recordándole el mal recuerdo y sincronizando adecuadamente un recuerdo vívido de uno positivo en un entorno terapéutico.

"Sabemos que los recuerdos son maleables", dice Grella. "Una de las cosas que encontramos en este artículo fue que el momento de la estimulación era realmente crítico".

La búsqueda de revolucionarios

Para otros tipos de tratamiento más intensivos para la depresión grave y el trastorno de estrés postraumático, Grella sugiere que eventualmente podría ser posible estimular grandes partes del hipocampo utilizando herramientas como la estimulación magnética transcraneal o la estimulación cerebral profunda (un procedimiento invasivo) para ayudar a las personas a superar los trastornos relacionados con la memoria. Ramírez señala que cada vez más neurocientíficos han comenzado a adoptar tratamientos experimentales que utilizan psicodélicos y drogas ilícitas. Por ejemplo, un estudio de 2021 encontró que dosis controladas de MDMA ayudaron a aliviar algunos síntomas graves de trastorno de estrés postraumático.

"El tema aquí es utilizar algunos aspectos de la recompensa y la positividad para reescribir los componentes negativos de nuestro pasado", dice Ramírez. "Es análogo a lo que hacemos con los roedores, excepto en los humanos: activamos artificialmente recuerdos positivos en los roedores, y lo que hicieron fue darles pequeñas dosis de MDMA para ver si eso podría ser suficiente para reescribir algunos de los componentes traumáticos de esa experiencia". Este tipo de experimentos señalan la importancia de seguir investigando los métodos clínicos y útiles de manipulación de la memoria, pero es importante señalar que estos experimentos se realizaron bajo estricta supervisión médica y no deben intentarse en casa.

Por ahora, Ramírez está emocionado de ver cómo este trabajo puede ampliar aún más los límites de la neurociencia y espera ver a los investigadores experimentar con ideas aún más innovadoras que puedan transformar la medicina en el futuro: "Queremos revolucionarios, ¿verdad? Queremos cosas que sean mucho más efectivas que los tratamientos disponibles actualmente.

Fuente:

Universidad de Boston

Referencia:

Shpokayte, M., et al. (2022) Las células del hipocampo separan engramas positivos y negativos. Biología de la comunicación. doi.org/10.1038/s42003-022-03906-8.

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