La memoria no es solo privilegio del cerebro: las c¨¦lulas tambi¨¦n recuerdan

La memoria nos hace humanos. Aunque otros animales tambi¨¦n aprenden y recuerdan, asumimos que para ellos no tiene la misma carga emocional e intelectual que la famosa magdalena de Marcel Proust. Pero, en el fondo, esta experiencia mental no es m¨¢s que la traducci¨®n de procesos moleculares y de mec¨¢nica celular en las neuronas. Ahora, los cient¨ªficos est¨¢n descubriendo que los mecanismos b¨¢sicos de la memoria act¨²an tambi¨¦n en otros tipos de c¨¦lulas. Puede que una c¨¦lula del ri?¨®n no recuerde ¡°aquella noche en la caba?a del Turmo¡±, como cantaban los Celtas Cortos, pero su forma de aprender puede ayudar a explicar c¨®mo funciona la memoria, por qu¨¦ se deteriora y c¨®mo evitarlo.

Hace 2.300 a?os, Plat¨®n y Arist¨®teles describ¨ªan la memoria como grabados en una tablilla de cera. Durante siglos, a los grandes pensadores les resultaba dif¨ªcil comprender c¨®mo somos capaces de aprender y recordar. Solo en el XIX, el psic¨®logo alem¨¢n Hermann Ebbinghaus comenz¨® a detallar sus procesos por el m¨¦todo experimental. En 1904 el zo¨®logo Richard Semon, tambi¨¦n alem¨¢n, defini¨® el engrama como el soporte f¨ªsico de la memoria, una estructura neuronal, pero fue en la segunda mitad del siglo XX cuando las modernas t¨¦cnicas de la biolog¨ªa pudieron empezar a desentra?ar los mecanismos moleculares en los que residen nuestros recuerdos.

Uno de los fen¨®menos de la memoria que Ebbinghaus describi¨® en 1885 es lo que se conoce como el efecto de memoria espaciada: aprendemos mejor si estudiamos varias veces separadas a lo largo de un tiempo m¨¢s largo que todo de una vez en un corto periodo, aunque la cantidad total de estudio sea la misma. Es la cl¨¢sica diferencia entre el estudio regular y el atrac¨®n antes de un examen. Por mucho que pretendamos enga?arnos creyendo que esto ¨²ltimo nos funciona mejor, no es as¨ª; este efecto ha sido validado una y mil veces.

El ri?¨®n aprende

No solo los humanos funcionamos de este modo. Los estudios han confirmado este efecto en animales modelo con un sistema nervioso simple como las babosas de mar, muy utilizadas en investigaciones sobre la memoria, e incluso en neuronas en cultivo. En este caso, los experimentos han desvelado algunos de los mecanismos moleculares: se aplican pulsos de estimulaci¨®n a las neuronas y se observa la respuesta, la activaci¨®n de un gen productor de una prote¨ªna llamada CREB que a su vez enciende otros genes implicados en la formaci¨®n de la memoria. A igual cantidad total de est¨ªmulo, las neuronas responden m¨¢s ¡ªaprenden mejor¡ª si los pulsos se espacian en el tiempo en lugar de aplicarse de golpe.

Pero seg¨²n el neurocient¨ªfico Nikolay Kukushkin, de la Universidad de Nueva York, ¡°nadie ha visto nunca este efecto de memoria espaciada fuera del sistema nervioso¡±. Y, sin embargo, todas las c¨¦lulas del organismo tienen el mismo genoma completo, incluyendo el gen CREB. De hecho, esta prote¨ªna tambi¨¦n est¨¢ presente en otros tejidos con distintas funciones, por lo que Kukushkin y su equipo decidieron explorar si otras c¨¦lulas distintas de las neuronas respond¨ªan del mismo modo; es decir, si tambi¨¦n aprend¨ªan mejor a intervalos que de una sola vez.

Para ello, utilizaron c¨¦lulas renales modificadas para que la activaci¨®n de CREB por est¨ªmulos qu¨ªmicos produjera un resultado visible y medible, la producci¨®n de una prote¨ªna luminosa cuyo gen se obtiene de las luci¨¦rnagas. De este modo, Kukushkin y sus colaboradores han descubierto que las c¨¦lulas del ri?¨®n aprenden respondiendo a la regla del efecto espaciado: cuatro pulsos de tres minutos, separados por 10 minutos, producen m¨¢s luz 24 horas despu¨¦s que un solo pulso de 12 minutos. Seg¨²n Kukushkin, ¡°la diferencia entre los dos patrones se detecta de forma similar a como lo hacen las neuronas¡±. Para el neurocient¨ªfico, ¡°las c¨¦lulas no neurales son mucho m¨¢s listas de lo que creemos¡±, y esta capacidad de aprender mejor espaciando el aprendizaje ¡°podr¨ªa ser una propiedad fundamental de todas las c¨¦lulas¡±.

Las c¨¦lulas se habit¨²an

El trabajo de Kukushkin y sus colaboradores, publicado en Nature Communications, muestra por primera vez en c¨¦lulas no neuronales un efecto caracter¨ªstico de la memoria compleja que se supon¨ªa reservado al sistema nervioso. Pero se suma a toda una historia de hallazgos que han revelado que las c¨¦lulas individuales, tanto en seres unicelulares como formando parte de un organismo, no son ajenas a la experiencia previa, sino que aprenden de ella. De ese modo, su respuesta en el futuro a un determinado est¨ªmulo no es igual que la primera vez.

Otro estudio reciente, de la Universidad de Harvard y el Centro de Regulaci¨®n Gen¨®mica de Barcelona (CRG), ha utilizado modelos computacionales de simulaci¨®n para descubrir c¨®mo las c¨¦lulas individuales guardan el recuerdo de esas experiencias pasadas para mostrar comportamientos de habituaci¨®n, como cuando nos acostumbramos a un ruido o a un olor. Seg¨²n la directora del trabajo en el CRG, Rosa Mart¨ªnez-Corral, ¡°esto podr¨ªa ser un tipo de memoria a nivel celular, capacitando a las c¨¦lulas tanto para reaccionar de inmediato como para influir en una futura respuesta¡±.

Dado que nuestros recuerdos radican tambi¨¦n en mecanismos moleculares y celulares, los investigadores valoran estos hallazgos como avances hacia ¡°la comprensi¨®n de c¨®mo funciona la memoria, y podr¨ªan llevar a v¨ªas mejores para potenciar el aprendizaje y tratar problemas de memoria¡±, apunta Kukushkin. Pero adem¨¢s, a?ade, pueden tambi¨¦n ayudar a burlar la resistencia a los tratamientos: las c¨¦lulas del c¨¢ncer aprenden a habituarse a la quimioterapia, y el sistema inmune se acostumbra a la presencia de las c¨¦lulas malignas y deja de responder contra ellas. La memoria no est¨¢ solo en el cerebro, y los estudios en sistemas m¨¢s simples, concluye Mart¨ªnez, ¡°pueden ser ¨²tiles para abordar muchas otras preguntas fundamentales¡±.