Cómo una proteína clave estimula la memoria y el aprendizaje en el cerebro adulto
Una proteína que juega un papel clave en el desarrollo neuronal temprano también es esencial para el aprendizaje y la memoria en el cerebro adulto.
La proteína, llamada netrina, fortalece las conexiones entre las células cerebrales.
Esto es según una investigación reciente dirigida por el Instituto y Hospital Neurológico de Montreal (The Neuro), un instituto de enseñanza e investigación de la Universidad McGill en Canadá.
Los científicos ya sabían que la netrina es esencial para el desarrollo del cerebro embrionario e infantil, donde ayuda a establecer conexiones entre las células cerebrales o neuronas.
La investigación reciente revela que la proteína también fortalece esas conexiones neuronales, o sinapsis, en el hipocampo del cerebro adulto, un área que está involucrada en la memoria y el aprendizaje.
El periódico Informes de celda publicó recientemente un artículo sobre el estudio, que el equipo realizó sobre células de cerebros de ratas adultas y en desarrollo.
"Era un misterio", comenta el autor principal del estudio, el Dr. Timothy E. Kennedy, que dirige un laboratorio de investigación en The Neuro, "por qué las neuronas continuarían produciendo netrina en el cerebro adulto después de que todas las conexiones ya se hubieran establecido en la infancia".
Clave de la molécula para el fortalecimiento de la sinapsis
Según el Dr. Kennedy, los científicos vieron que una neurona libera netrina cuando se activa. La proteína fortalece la conexión con una neurona vecina al enviar señales a las dos neuronas para que "fortalezcan la sinapsis".
El estudio reciente sigue un largo tren de trabajo que comenzó hace casi 7 décadas cuando Donald Hebb, profesor de psicología en la Universidad McGill, propuso sus ideas sobre cómo el cerebro aprende y crea recuerdos.
Lo que más tarde adquirió el título de Teoría de Hebbian, sus ideas tenían como objetivo explicar cómo se desarrollan los circuitos neuronales como resultado de la experiencia.
Hebb sostuvo que la fuerza o la debilidad de las conexiones sinápticas depende de la frecuencia con la que se usan: cuanto más se usan, más fuertes y rápidas se vuelven.
En su libro de 1949 La organización del comportamiento: una teoría neuropsicológica, describió cómo imaginaba el proceso de fortalecimiento de la sinapsis. Cuando una neurona está lo suficientemente cerca de otra y sigue activándola, "se produce algún proceso de crecimiento o cambio metabólico en una o ambas células".
"Estamos diciendo", explica el Dr. Kennedy, "que este nuevo mecanismo molecular, que descubrimos 69 años después, es fundamental para esta teoría".
Los cambios sinápticos subyacen a la memoria, el aprendizaje
Fue la publicación en 1957 de un artículo pionero de Brenda Milner, quien completó un doctorado en The Neuro bajo la supervisión de Hebb, lo que introdujo la idea de que el hipocampo del cerebro juega un papel crucial en algunos tipos de memoria y aprendizaje.
"Si se reduce a una molécula", continúa el Dr. Kennedy, "la liberación regulada de netrina es esencial para el tipo de cambios sinápticos que subyacen a los cambios en la neurona que están involucrados en el aprendizaje y la memoria, que era lo que Milner era". hablando sobre."
Él y sus colegas también observaron que, para fortalecer las sinapsis, la netrina debe liberarse en el "espacio extracelular".
Esto les hizo preguntarse qué oportunidades adicionales podría brindarles para interactuar con otras neuronas.
Los estudios genéticos han implicado la participación de la netrina en enfermedades que destruyen el tejido cerebral, incluida la esclerosis lateral amiotrófica, la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, estos no han identificado ningún mecanismo subyacente.
"Objetivo no descubierto anteriormente"
En general, el trabajo avanza notablemente en nuestra comprensión de cómo el cerebro forma y almacena recuerdos, dice el equipo.
También "ofrece un objetivo nuevo, nunca antes descubierto, para las enfermedades que afectan la función de la memoria", dice el autor principal del estudio, Stephen Glasgow, investigador asociado de The Neuro.
El Dr. Kennedy sugiere que una forma ideal de preservar la función de la memoria sería tener medicamentos que se dirijan a la actividad molecular en las sinapsis.
Estudios recientes del cerebro adulto han descubierto muchas conexiones sinápticas inactivas. No tienen nada de malo, simplemente están "apagados, como bombillas", explica.
Especula que podría haber "una reserva de sinapsis que se puede utilizar para cambiar la fuerza de las conexiones entre las neuronas".
Si ese resulta ser el caso, él y sus colegas creen que han "encontrado un mecanismo molecular para activar esas sinapsis".
Con estas ideas en mente, ahora planean averiguar qué les sucede a las neuronas cuando las suministran o las privan de netrina.
"Hemos identificado un gran objetivo para las drogas".
Dr. Timothy E. Kennedy
