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» » La manipulación de la memoria con la luz

Referencia: EurekAlert.org .
Contacto: Andy Fell, 9 octubre 2014

Los investigadores del Centro de la UC Davis para la Neurociencia y el Departamento de Psicología están utilizando la luz para borrar recuerdos concretos en ratones, y han demostrado una teoría básica de cómo diferentes partes del cerebro trabajan juntas para recuperar recuerdos episódicos .

Durante la recuperación de la memoria, las
células del hipocampo (estructuras en forma de C)
se conectan a las células de la corteza cerebral.
Las células activadas en este cerebro de ratón
están en fluorescencia verde. El hipocampo
ayuda a las células de la corteza a recrear el
patrón de activación de cuando se formó la
memoria, así se recupera la memoria.
Crédito: Kazumasa Tanaka / Brian Wiltgen, UC Davis
La optogenética, fue usada por primera vez por el pionero Karl Diesseroth en la Universidad de Stanford, es una nueva técnica para la manipulación y el estudio de las células nerviosas utilizando la luz. Las técnicas de la optogenética están transformando rápidamente el método estándar para la investigación de la función cerebral.

Kazumasa Tanaka, Brian Wiltgen y sus colegas de la Universidad de California Davis, aplicaron esta técnica para poner a prueba una idea acerca de la recuperación de la memoria. Durante cerca de 40 años, Wiltgen dijo, los neurocientíficos han teorizado que la recuperación de recuerdos episódicos --recuerdos sobre lugares y eventos concretos-- implican una actividad coordinada entre la corteza cerebral y el hipocampo, una pequeña y profunda estructura del cerebro.

"La teoría es que el aprendizaje implica el procesamiento de la corteza y que el hipocampo reproduce este patrón de actividad durante la recuperación, lo que le permite re-experimentar el evento", dijo Wiltgen. Si el hipocampo está dañado, los pacientes pueden perder décadas de recuerdos.

Pero este modelo ha sido difícil de probar directamente, hasta la llegada de la optogenética.

Wiltgen y Tanaka utilizaron ratones modificados genéticamente, de manera que cuando se activaban las células nerviosas, la fluorescencia verde y la expresión de la proteína permitían a las células ser desactivadas por la luz. Consiguieron así, hacer un seguimiento exacto de la activación de las células nerviosas de la corteza y el hipocampo en el aprendizaje y en la memoria de recuperación, y desactivarlas con una luz dirigida mediante un cable de fibra óptica.

Entrenaron a los ratones, colocándolos en una jaula donde recibían una descarga eléctrica leve. Normalmente, los ratones colocados en un nuevo entorno exploran su entorno con su olfato. Pero cuando se colocan en una jaula donde han recibido previamente un choque eléctrico, se quedan congelados en el sitio en una "respuesta de pánico."

Tanaka y Wiltgen, demostraron primero que podían identificar las células que participaban en el aprendizaje, y demostraron que se reactivaban durante la recuperación de la memoria. Entonces, fueron capaces de desactivar las células nerviosas específicas del hipocampo, lo que demostró que los ratones perdieron sus recuerdos del evento desagradable. También demostraron que si desactivaban otras células del hipocampo no afectaba a la recuperación de esa memoria, y pudieron seguir las fibras desde el hipocampo a las células específicas de la corteza.

"La corteza no puede hacerlo sola, necesita la entrada del hipocampo", afirmó Wiltgen. "Esto ha sido una premisa fundamental en nuestro campo durante mucho tiempo, y los datos de Kazu proporcionan la primera evidencia directa de que es verdad."

También pudieron ver cómo se conectan las células específicas de la corteza con la amígdala, una estructura en el cerebro que está implicada en las emociones y en la generación de la respuesta de congelación.


- Fuente: Universidad de California - Davis .
- Imagen: Durante la recuperación de la memoria, las células del hipocampo (estructuras en forma de C) se conectan a las células de la corteza cerebral. Las células activadas en este cerebro de ratón están en fluorescencia verde. El hipocampo ayuda a las células de la corteza a recrear el patrón de activación de cuando se formó la memoria, de esta manera se recupera la memoria. Crédito: Kazumasa Tanaka / Brian Wiltgen, UC Davis
- Los coautores son Aleksandr Pevzner, Anahita B. Hamidi, Yuki Nakazawa y Jalina Graham, todos del Centro para la Neurociencia. El trabajo fue financiado por becas de la Fundación Whitehall, la Fundación McKnight, la Fundación Nakajima y la Fundación Nacional de Ciencia.
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