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Un nuevo estudio de neurocientíficos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), en Cambridge, Estados Unidos, revela el circuito cerebral que controla cómo los recuerdos se vinculan con emociones positivas o negativas. Los científicos encontraron que podían revertir la asociación emocional de recuerdos específicos mediante la manipulación de las células del cerebro con optogenética, una técnica que utiliza la luz para controlar la actividad de las neuronas.
Los resultados, descritos en el número de este jueves de la revista 'Nature', demostraron que un circuito neuronal que conecta el hipocampo y la amígdala juega un papel crítico en la asociación de la emoción con un recuerdo. Esta vía podría ofrecer un blanco para nuevos medicamentos para ayudar a tratar condiciones como el trastorno de estrés postraumático (TEPT), adelantan los investigadores.
"En el futuro, uno puede ser capaz de desarrollar métodos que ayuden a la gente a recordar recuerdos positivos con más fuerza que los negativos", plantea el autor principal del estudio, Susumu Tonegawa, profesor de Biología y Neurociencia, director del Centro RIKEN-MIT para la Genética del Circuito Neural del Instituto para el Aprendizaje y la Memoria del MIT.
Los recuerdos están hechos de muchos elementos, que se almacenan en diferentes partes del cerebro, y el contexto de un recuerdo, que incluye información sobre el lugar donde tuvo lugar el evento, se almacena en las células del hipocampo, mientras que las emociones vinculadas a ese episodio se encuentran en la amígdala.
Investigaciones anteriores han demostrado que muchos aspectos de la memoria, incluidas las asociaciones emocionales, son maleables. Los psicoterapeutas se han aprovechado de esto para ayudar a los pacientes que sufren de depresión y trastorno de estrés postraumático, pero el circuito neural que subyace a la maleabilidad se desconocía.
En este estudio, los expertos se dispusieron a explorar esa maleabilidad con una técnica experimental que les permite etiquetar las neuronas que codifican un recuerdo específico o engrama. Para lograr esto, marcaron las células del hipocampo que se encienden durante la formación del recuerdo con una proteína sensible a la luz llamada canalrodopsina. A partir de entonces, cada vez que esas células se activan con la luz, los ratones rememoran el recuerdo codificado por ese grupo de células.
REACTIVACIÓN DE RECUERDOS
El año pasado, el laboratorio de Tonegawa usó esta técnica para implantar falsos recuerdos en ratones mediante la reactivación de los engramas, mientras que los roedores fueron sometidos a una experiencia diferente. En el nuevo estudio, los científicos querían investigar cómo el contexto de un recuerdo se vincula a una emoción particular.
En primer lugar, utilizaron su protocolo de etiqueado del engrama para marcar las neuronas asociadas con una experiencia gratificante (para los ratones machos, socializar con un ratón hembra) o una experiencia desagradable (un choque eléctrico leve). En este primer conjunto de experimentos, los investigadores marcaron células de recuerdo en una parte del hipocampo llamada circunvolución dentada.
Dos días más tarde, los roedores fueron colocados en un gran espacio rectangular y, durante tres minutos, los investigadores vieron qué mitad del campo preferían los ratones de forma natural. En los ratones que habían recibido el condicionamiento del miedo, los científicos estimularon las células marcadas en el giro dentado con la luz cada vez que el animal entró en el lado preferido, de forma que estos animales comenzaron a evitar cada vez más esa zona, mostrando que la reactivación del recuerdo del miedo había tenido éxito.
El recuerdo de la recompensa también se pudo reactivar: en el caso de los ratones a los que se les había preparado para la recompensa, los investigadores les estimularon con luz cada vez que entraban en el lado menos preferido, de forma que de pronto comenzaron a pasar más tiempo allí, recordando el recuerdo grato.
Un par de días más tarde, los investigadores trataron de revertir las respuestas emocionales de los ratones. Para los ratones machos que recibieron originalmente el condicionamiento del miedo, se activan las células de memoria que participan en el recuerdo del miedo con la luz durante 12 minutos, mientras que los ratones pasaban tiempo con los ratones hembra. Para los ratones que habían recibido inicialmente la recompensa acondicionado, células de memoria se activaron mientras recibían descargas eléctricas leves.
A continuación, los investigadores pusieron de nuevo los ratones en el gran estadio de dos zonas. Esta vez, los ratones que originariamente recibieron el condicionamiento del miedo y habían evitado el lado del campo en la que sus células del hipocampo se activan por el láser, ahora empezaron a pasar más tiempo en esa zona, cuando se activaron las células del hipocampo, lo que muestra que una asociación agradable sustituyó a la del miedo. Esta inversión también se llevó a cabo en ratones que fueron condicionados para la recompensa.
SIN CAMBIOS CON LAS CÉLULAS DE LA AMÍGDALA BASOLATERAL
Posteriormente, los autores de este trabajo llevaron a cabo el mismo conjunto de experimentos, pero con las células de memoria etiquetadas en la amígdala basolateral, una región implicada en el procesamiento de emociones. Esta vez, no pudieron inducir un cambio reactivando las células, de forma que los ratones continuaron comportándose conforme habían sido condicionados cuando las células de recuerdo fueron etiquetadas inicialmente.
Esto sugiere que las asociaciones emocionales, también llamadas valencias, se codifican en alguna parte del circuito neuronal que conecta el giro dentado con la amígdala, según los investigadores. Una experiencia terrible refuerza las conexiones entre el engrama del hipocampo y las células que codifican el miedo en la amígdala, pero que se puede debilitar la conexión más tarde conforme se forman nuevas conexiones entre las células del hipocampo y la amígdala que codifican asociaciones positivas.
"Esa plasticidad de la conexión entre el hipocampo y la amígdala juega un papel crucial en la conmutación de la valencia de la memoria", afirma Tonegawa. Estos resultados indican que mientras que las células del giro dentado son neutrales con respecto a la emoción, las de la amígdala están precomprometidas a codificar el recuerdo del miedo o de recompensa.
Los investigadores ahora están tratando de descubrir las firmas moleculares de estos dos tipos de células de la amígdala. También están investigando si la reactivación de recuerdos agradables tiene algún efecto sobre la depresión, con la esperanza de identificar nuevos objetivos para los fármacos destinados a tratar la depresión y el trastorno de estrés postraumático.
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