Un árbol de neuronas regula nuestros recuerdos

Un trabajo desarrollado por científicos del Centro Hospitalario Universitario Sainte-Justine y de la Universidad de Montreal arroja luz sobre el intrincado mecanismo que se lleva a cabo en el cerebro en torno a la formación de la memoria. El punto sustancial de sus descubrimientos tiene que ver con la descripción de algunos pasos fundamentales de la plasticidad sináptica, que permite a las neuronas adaptarse a diferentes circunstancias y necesidades.

De acuerdo a una nota de prensa, los especialistas canadienses han descubierto por primera vez las reglas inherentes a la plasticidad sináptica o neuronal, un proceso directamente implicado en la formación de los recuerdos. El hallazgo permite comprender el mecanismo por el cual se genera la memoria, en el momento preciso en que las neuronas del área denominada neocórtex cerebral reciben distintos flujos de información sensorial.

Los distintos aspectos del estudio liderado por el profesor chileno Roberto Araya sirven para entender con mayor profundidad la forma en la cual el cerebro procesa, almacena e integra información. Por lo tanto, las implicancias de este descubrimiento presentan un amplio rango de acción y prometen replicarse en futuras investigaciones.

Un punto clave en el proceso dilucidado lo cumplen las espinas dendríticas. Según explica el propio Araya, las neuronas pueden compararse a un árbol en su estructura. “Las raíces serían el axón, el tronco del árbol se podría equiparar con el cuerpo celular, las ramas con las dendritas y las hojas con las espinas dendríticas”, señaló.

Recepción y difusión de la información sensorial

Las espinas dendríticas son las encargadas de seleccionar la información recibida y de hacerla circular por toda la red neuronal. Funcionan como una puerta de entrada de la información sensorial que envían otras células. Cuando la recepcionan, eligen la más significativa y la amplifican, permitiendo que otras neuronas puedan aprovecharla.

Este proceso es crucial en la integración y el almacenamiento de la información, teniendo consecuencias directas en la memoria y el aprendizaje. Dentro del proceso de plasticidad sináptica, existe además una ley fundamental: la plasticidad dependiente del tiempo de picos (STDP). Dicho mecanismo potencia la fuerza de las conexiones entre las neuronas en el cerebro, cumpliendo también un rol trascendental en el aprendizaje y la memoria.

La investigación canadiense ha logrado descubrir un aspecto desconocido hasta hoy: la forma en la cual ingresa la información a las neuronas y los motivos que determinan que las espinas dendríticas seleccionen y amplifiquen un tipo de información y no otro. De esta manera, pudieron extraer las leyes de la conectividad sináptica, que a su vez es responsable de la construcción de los recuerdos en el cerebro.

Cantidad y cercanía de los estímulos recibidos

En el estudio utilizaron técnicas avanzadas en microscopía de dos fotones, logrando imitar los contactos sinápticos que se producen entre dos neuronas. Descubrieron por ejemplo que existe una relación directa entre la cantidad de estímulos recibidos y su proximidad y la selección de la información, que posteriormente se amplificará hacia toda la red neuronal.

La comprensión de este fenómeno presenta una gran variedad de aplicaciones. Como la existencia de alteraciones en las espinas dendríticas se relaciona habitualmente con las enfermedades neurodegenerativas, es probable que este hallazgo permita desarrollar nuevas alternativas terapéuticas y optimizar los tratamientos ya existentes, según destacaron los investigadores.

Referencia

A spike-timing-dependent plasticity rule for dendritic spines. Sabrina Tazerart, Diana E. Mitchell, Soledad Miranda-Rottmann and Roberto Araya. Nature Communications (2020).DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-020-17861-7

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