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Publicado en la revista 'Neuron', el estudio muestra cómo un tipo de células (Ocean cells) codifican los contextos que nos rodean y son necesarios para la formación de recuerdos que hacen que el aprendizaje contextual sea posible. "Se creía que los recuerdos episódicos -recuerdos de eventos relacionados con sucesos autobiográficos- se establecían en parte a través de un circuito neuronal entre dos regiones vecinas del cerebro, el hipocampo y la corteza entorrinal", relata el principal autor del trabajo, Takashi Kitamura.
Sin embargo, hasta ahora, nadie había indicado dónde se representaban por primera vez los contextos en el cerebro. "Aunque muchos pensaban que el hipocampo genera información específica del contexto --explica Kitamura-- encontramos que esta información ya se forma en la corteza entorrinal antes de que llegue al hipocampo".
El equipo de investigación, dirigido por Susumu Tonegawa, director del Instituto de Ciencia Cerebral RIKEN en Japón y el Centro RIKEN-MIT para la Genética de los Circuitos Neuronales en el MIT, empleó imágenes en directo de calcio para visualizar la actividad cerebral de ratones activos. Los niveles altos de calcio indican que las neuronas están trabajando y al colocar marcadores en dos tipos de células entorrinal - células del Ocean y células Island -, el equipo pudo observar sus respuestas a diferentes contextos.
ESTUDIO EN RATONES
Después de colocar secuencialmente ratones en dos habitaciones que parecían diferentes, encontraron que mientras que las células Isla siempre mostraron la misma cantidad de actividad, independientemente de la sala, muchas neuronas Océano eran más activas, tanto en la habitación 1 como en la 2. Esto indica que las células Océano diferencian contextos ambientales.
El equipo investigó entonces cómo las células de la corteza entorrinal afectaron a la actividad neuronal relacionada con el contexto en el hipocampo. Después de establecer que la actividad de las neuronas del hipocampo también discriminó entre las dos habitaciones, vieron que esta habilidad desapareció si las células Océano eran inhibidas mediante optogenética con luz verde mientras los roedores estaban en las habitaciones. En contraste, la inhibición de las células Isla no tuvo ningún efecto, lo que demuestra que las células Océano son responsables de identificar un contexto y luego enviar esta información al hipocampo.
El aprendizaje contextual se basa en nuestra capacidad para hacer asociaciones con el entorno, y después de reconocer nuestro entorno. Por ejemplo, las malas experiencias en el dentista pueden hacer que en el futuro, simplemente estar sentado en la sala de espera del dentista sea una experiencia muy inquietante.
Este tipo de aprendizaje contextual se llama condicionamiento del miedo y es útil en el estudio del aprendizaje y la memoria en animales. Cuando el equipo inhibió las células Océano en los ratones durante el condicionamiento del miedo, halló que la respuesta de paralización característica se redujo considerablemente cuando los roedores fueron luego colocados en la misma habitación, lo que significa que los ratones nunca asociaron ese contexto de la habitación con la experiencia de miedo.
"Ahora, hemos descubierto un papel de las células Océano en la memoria episódica que se complementa con el de las células Isla --dice Kitamura--. Las células Océano contribuyen a los componentes contextuales de una experiencia, mientras que las células Isla colaboran en la información temporal. El siguiente paso es entender cómo los dos componentes están integrados en el cerebro para formar recuerdos".
Las asociaciones contextuales son una gran parte de la memoria episódica y la corteza entorrinal es una de las primeras regiones que resulta afectada por la enfermedad de Alzheimer. "Ya podemos ver la pérdida neuronal en la corteza entorrinal durante las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer --subraya Kitamura--. Entender cómo las células Océano e Islas contribuyen a la formación de tipos específicos de recuerdos puede ayudar a desarrollar marcadores para mejorar el diagnóstico de la fase precoz del Alzheimer".
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