Cómo una proteína clave aumenta la memoria, aprendiendo 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.

Una proteína llamada netrin puede aumentar el aprendizaje y la memoria al fortalecer las conexiones neuronales en el cerebro adulto
Una proteína llamada netrin puede aumentar el aprendizaje y la memoria al fortalecer las conexiones neuronales en el cerebro adulto

La proteína, llamada netrina, fortalece las conexiones entre las células del cerebro.

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 netrina es esencial para el desarrollo del cerebro embrionario e infantil, donde ayuda a establecer conexiones entre las células cerebrales o las 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.

La revista Cell Reports publicó recientemente un artículo sobre el estudio, que el equipo realizó sobre células de cerebros de ratas en desarrollo y adultos.

“Fue un misterio”, comenta el autor principal del estudio, el Dr. Timothy E. Kennedy, quien dirige un laboratorio de investigación en The Neuro, “por qué las neuronas seguirían haciendo netrina en el cerebro adulto después de que todas las conexiones ya se habían hecho en la infancia”.

Molécula clave 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 indicar a las dos neuronas que “fortalezcan la sinapsis”.

El estudio reciente sigue una larga serie de trabajos que comenzaron 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 Hebbian Theory, 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 más rápidas se vuelven.

En su libro de 1949, La organización del comportamiento: una teoría neuropsicológica, describió cómo imaginó el proceso de fortalecimiento de la sinapsis. Cuando una neurona está lo suficientemente cerca de otra y la sigue disparando, “algún proceso de crecimiento o cambio metabólico tiene lugar 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 la memoria, el aprendizaje

Fue la publicación en 1957 de un artículo innovador por 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 desempeña un papel crucial en algunos tipos de memoria y aprendizaje.

“Si lo reduce a una sola 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 participan en el aprendizaje y la memoria”.

Él y sus colegas también observaron que, para fortalecer las sinapsis, netrina debe ser liberado en el “espacio extracelular”.

Esto les hizo preguntarse qué oportunidades adicionales de interactuar con otras neuronas podría proporcionar.

Los estudios genéticos han implicado la participación de 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 previamente no descubierto’

En general, el trabajo avanza notablemente en nuestra comprensión de cómo el cerebro forma y almacena los recuerdos, dice el equipo.

También “ofrece un nuevo objetivo, previamente no 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 apunten a la actividad molecular en las sinapsis.

Estudios recientes del cerebro adulto han descubierto muchas conexiones sinápticas inactivas. No hay nada de malo en ellos, simplemente están “apagados, como las bombillas”, explica.

Especula que podría haber “un reservorio de sinapsis que se pueda usar para cambiar la fuerza de las conexiones entre las neuronas”.

Si ese es el caso, él y sus colegas creen que han “encontrado un mecanismo molecular para activar esas sinapsis”.

Con estas ideas en mente, ahora planean descubrir 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


Referencias
  1. La secreción de Netrin-1 dependiente de la actividad impulsa la inserción sináptica de los receptores de AMPA que contienen GluA1 en el hipocampo https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(18)31458-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS221112471831458X%3Fshowall%3Dtrue
  2. Donald Olding Hebb https://can-acn.org/donald-olding-hebb
  3. Brenda Milner https://can-acn.org/brenda-milner

Comments are closed.