Investigadores del Hospital CHU Sainte-Justine y la Universidad de Montreal investigaron los mecanismos subyacentes al aprendizaje y la formación de la memoria. Los resultados de su estudio fueron publicados elNature Communications.

Anuncio Dirigido por el profesor Roberto Araya, el equipo estudió la función y la transformación morfológica de las espinas dendríticas, pequeñas protuberancias ubicadas en las ramas de las neuronas, involucradas en la plasticidad sináptica, que se cree que es el mecanismo subyacente de aprendizaje y de memoria . Es la primera vez que se investigan las reglas de la plasticidad sináptica, un proceso directamente relacionado con la formación de la memoria en el cerebro, con una metodología que nos permite comprender mejor la plasticidad neuronal y, en definitiva, cómo se forman los recuerdos cuando las neuronas del neocórtex cerebral reciben flujos únicos y / o múltiples de información sensorial.



El cerebro está formado por miles de millones de células nerviosas excitables, más conocidas como neuronas. Se especializan en comunicación y procesamiento de información. Un ejemplo de ello es el siguiente: imagina un árbol, las raíces están representadas por el axón, el tronco central por el cuerpo celular, las ramas periféricas por las dendritas y, finalmente, las hojas con las espinas dendríticas; estos últimos reciben información excitadora de otras células y deciden si esta información es lo suficientemente significativa como para ser amplificada y diseminada a otras neuronas (Tazerart et al., 2020).

Este es un concepto clave en el procesamiento, integración y almacenamiento de información y, por tanto, en la memoria y el aprendizaje.

Las espinas dendríticas actúan como una zona de contacto entre las neuronas al recibir entradas (información) de diferente intensidad. Si una entrada es persistente, se activa un mecanismo mediante el cual las neuronas amplifican el 'volumen' para que puedan 'escuchar' mejor esa información en particular (Caporale & Dan., 2008).

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De lo contrario, la información de 'volumen' bajo se reducirá aún más para que no se note. Este fenómeno corresponde a la plasticidad sináptica, que implica la mejora o depresión de la fuerza de entrada sináptica (Tazerart et al., 2020).

Esta es la ley fundamental de la plasticidad dependiente del tiempo, o plasticidad dependiente del tiempo de Spike (STDP), que regula la fuerza de las conexiones entre las neuronas en el cerebro y se cree que contribuye al aprendizaje y la memoria (Tazerart et al., 2020).

En la literatura se desconoce la organización estructural precisa de las espinas dendríticas y las reglas que controlan la inducción de la plasticidad sináptica. El equipo de Araya ha logrado arrojar luz sobre los mecanismos detrás de STDP. Hasta la fecha, nadie sabía cómo se organizaban las entradas sinápticas (información entrante) en el árbol neural y qué causaba precisamente que una columna dendrítica aumentara o disminuyera la fuerza o el volumen de la información que transmite (Tazerart et al., 2020).

Anuncio El objetivo de los investigadores era extraer 'leyes de conectividad sináptica' responsables de la construcción de recuerdos en el cerebro. Para el estudio experimental, el equipo utilizó sujetos de edad adolescente , dado que este es un período crítico para el aprendizaje y la formación de recuerdos en el cerebro. Usando técnicas avanzadas en microscopía de dos fotones que imitan los contactos sinápticos entre dos neuronas, los investigadores descubrieron una ley importante relacionada con la disposición de la información recibida por las espinas dendríticas. Su trabajo muestra que, dependiendo de la cantidad de entradas recibidas (sinapsis) y su proximidad, la información se tomará en cuenta y se almacenará de manera diferente, de hecho si ocurre más de una entrada en un punto de la neurona, la célula considerará esta información será más importante y aumentará su volumen (Tazerart et al., 2020).

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Este es un hallazgo importante porque las alteraciones estructurales y funcionales de las espinas dendríticas (los principales receptores de información de otras neuronas), a menudo se asocian con condiciones neurodegenerativas, ya que el paciente ya no puede procesar o memorizar información correctamente. Al comprender los mecanismos que subyacen a la dinámica de las espinas dendríticas y cómo afectan al sistema nervioso, podemos desarrollar enfoques terapéuticos novedosos y potencialmente más efectivos para tratar enfermedades neurodegenerativas (Tazerart et al., 2020).