¡°Ya es posible borrar memorias en animales¡±

Silvio Rodr¨ªguez se asombraba hace ya muchos a?os de recordar hoy mariposas que ayer solo fueron humo. La memoria, como cantaba el m¨²sico cubano, se parece poco a un soporte que graba con fidelidad lo que sucede. Esa capacidad tiene mucho de proceso creativo y de selecci¨®n que nos ayuda a adaptarnos al entorno, en ocasiones a costa de la realidad. Durante muchos a?os, la psicolog¨ªa que estudiaba nuestra curiosa forma de recordar consider¨® el cerebro una m¨¢quina dentro de una caja opaca. Se preocupaba por los efectos de su funcionamiento y trataba de actuar sobre ellos, pero no se ocupaba de sus engranajes. Desde la neurociencia, se ha trabajado para conocer esos mecanismos y se est¨¢ avanzando en la integraci¨®n de esas dos visiones, explicando los procesos fisiol¨®gicos detr¨¢s de los comportamientos que observamos.

Santiago Canals (Madrid, 1974), investigador del Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC), es un cient¨ªfico de prestigio internacional en el estudio de la memoria. Los trabajos en su laboratorio est¨¢n mostrando la forma en que las experiencias reorganizan las redes de neuronas que sustentan las memorias y por el camino est¨¢n ayudando a entender el funcionamiento de las adicciones que son, en el fondo, un fallo en ese sistema, que crea un recuerdo patol¨®gico de una sensaci¨®n que nos atrapa. De estos temas habl¨® durante su participaci¨®n la semana pasada en los cursos internacionales CorBi en A Coru?a.

Pregunta. Hay una visi¨®n en la cultura popular sobre el cerebro como una m¨¢quina en las que unas capacidades est¨¢n en un hemisferio y otras en otro, que guarda las memorias en un lugar determinado¡­ ?La investigaci¨®n ha refutado esta idea o hay algo de cierto?

Respuesta. Hay parte que se mantiene y parte que ha ido evolucionando. Por ejemplo, para el tipo de memoria que estudiamos en el laboratorio, se conoce hace tiempo una estructura cerebral fundamental que se llama hipocampo. Hay un caso famoso en el que a un paciente con epilepsia intratable por f¨¢rmacos se le practic¨® una cirug¨ªa y le quitaron dos hipocampos bilaterales. Esta persona fue incapaz de almacenar nuevas memorias a partir de ese momento. Solo era capaz de recordar eventos pasados, que hab¨ªan sucedido varios meses antes de la intervenci¨®n, nada en ese periodo de dos meses antes y nada a partir de ese momento. Era una persona atrapada en el presente inmediato y el pasado remoto. Nada de lo que le ocurr¨ªa se guardaba en memoria.

La adicci¨®n es una memoria patol¨®gica

A partir de ah¨ª se supo que el hipocampo era fundamental para codificar la memoria epis¨®dica. Tambi¨¦n era evidente que las memorias de larga duraci¨®n, ya consolidadas en el sistema, pod¨ªan recuperarse, recordarse, en ausencia de esta estructura. Hoy en d¨ªa el conocimiento sobre cu¨¢l es la contribuci¨®n exacta del hipocampo en la memoria todav¨ªa es incompleto. No obstante, sabemos que la memoria requiere la participaci¨®n de numerosas ¨¢reas cerebrales, que la interacci¨®n y el intercambio de informaci¨®n entre grandes grupos de neuronas es necesario para incorporar nuevas piezas de informaci¨®n a nuestra memoria, y que una vez incorporados, la interacci¨®n entre regiones cerebrales vuelve a ser fundamental para determinar la duraci¨®n de la memoria, o sus connotaciones positivas o negativas. Estas interacciones entre grupos neuronales, que son el objeto principal de nuestra investigaci¨®n, ocurren entre regiones cerebrales superiores, como la corteza cerebral y el hipocampo, pero tambi¨¦n involucran regiones subcorticales evolutivamente m¨¢s primitivas, como el estriado, el n¨²cleo acumbens o la am¨ªgdala.

P. ?Qu¨¦ hacen en su laboratorio?

R. Tratamos con aspectos b¨¢sicos de la memoria: C¨®mo codifica el sistema la informaci¨®n y la almacena en forma de memoria, qu¨¦ es necesario para que esto suceda, qu¨¦ partes del cerebro toman parte inicialmente en la codificaci¨®n, despu¨¦s en la consolidaci¨®n que hace que un recuerdo perdure m¨¢s que otros y finalmente qu¨¦ mecanismos emplea el sistema para recuperar la informaci¨®n almacenada, para recordar. Para todo eso utilizamos t¨¦cnicas de imagen cerebral combinadas con registros electrofisiol¨®gico de actividad neuronal y test comportamentales. Nuestro trabajo indica que la memoria se almacena en forma de actividad colectiva en un n¨²mero muy alto de neuronas. Las neuronas en el cerebro se organizan en redes tremendamente complejas, algunas de ellas son excitadoras y aumentan la actividad en la red y codifican informaci¨®n. Otras son inhibitorias y pensamos que su funci¨®n principal es regular el flujo de informaci¨®n en estas redes. Las neuronas a nivel individual intercambian informaci¨®n por medio de unas estructuras especializadas llamadas sinapsis. Durante el aprendizaje o la formaci¨®n de una memoria, las sinapsis en un grupo elevado de neuronas se activan de forma conjunta y repetida, y al hacerlo se refuerzan o potencian de forma m¨¢s o menos permanente. De esta forma las sinapsis pueden modificarse de forma pl¨¢stica para acomodar nueva informaci¨®n. Cuando la modificaci¨®n sin¨¢ptica es permanente, decimos que se ha consolidado una memoria a largo plazo. Cuando el fen¨®meno contrario ocurre, olvidamos. En ocasiones olvidar puede ser una ventaja, como sucede con las memorias traum¨¢ticas o las memorias asociadas al consumo de drogas. En el laboratorio tambi¨¦n estudiamos estos casos y su posible aplicaci¨®n cl¨ªnica

P. En las memorias patol¨®gicas, como el caso de las adicciones, ?qu¨¦ posibilidad habr¨ªa de modificarlas o eliminarlas para cambiar esa memoria adquirida?

Interesa poder cambiar el valor de las memorias negativas para que no lo sean

R. Existen posibilidades reales. En el laboratorio estamos desarrollando una estrategia pionera para ello. Primero estudiamos la actividad cerebral global empleando t¨¦cnicas de imagen no invasivas por resonancia magn¨¦tica. Con esta informaci¨®n construimos redes funcionales y estudiamos su arquitectura, eficiencia para transmitir informaci¨®n y equilibrio. Para entenderlo m¨¢s f¨¢cilmente, podemos imaginar el cerebro como un conjunto de nodos conectados en una red por medio de gomas el¨¢sticas. Si tiras m¨¢s de un nodo, la tensi¨®n se propaga en la red y la deforma en su conjunto. Es decir, una alteraci¨®n cerebral, aunque sea local, va a propagar sus efectos en cascada afectando el equilibro global. En condiciones normales, sanas, tenemos un equilibrio en la red, y peque?as deformaciones de la misma son absorbidas y reajustadas por el conjunto de conexiones el¨¢sticas. Si el equilibrio sano se pierde como consecuencia de una lesi¨®n, o la adicci¨®n a una droga como en los estudios que realizamos en el laboratorio, el sistema se desequilibra de forma dr¨¢stica y trata de buscar un nuevo estado de equilibro, uno en el que la red el¨¢stica est¨¢ deformada, un estado al que llamamos patol¨®gico. Lo que hacemos en nuestro laboratorio es identificar las regiones cerebrales que son fundamentales o cr¨ªticas en este cambio de organizaci¨®n e influir sobre ellas para tratar de resintonizar las redes y devolverlas a su estado funcional sano. Para hacerlo modificamos la actividad en grupos concretos de neuronas, o los pesos sin¨¢pticos de sus conexiones.

P. ?C¨®mo buscan esa resintonizaci¨®n?

R. Esto lo hacemos a nivel experimental, en modelos animales, con t¨¦cnicas de optogen¨¦tica y farmacogen¨¦tica que nos permiten influir de forma muy espec¨ªfica sobre tipos neuronales o conexiones concretas. Estas t¨¦cnicas requieren introducir manipulaciones gen¨¦ticas en los sujetos para posteriormente poder influir sobre su actividad neuronal por medio de haces de luz o compuestos qu¨ªmicos. Por el momento no est¨¢n disponibles para su uso en humanos, as¨ª que tambi¨¦n empleamos t¨¦cnicas que se puedan trasladar a la cl¨ªnica de forma m¨¢s directa, como la estimulaci¨®n cerebral profunda. Con esta t¨¦cnica podemos estimular con peque?as corrientes el¨¦ctricas ciertos n¨²cleos cerebrales a frecuencias espec¨ªficas y estudiar c¨®mo cambia el equilibrio que se hab¨ªa perdido en la red cerebral.

P. ?Ser¨¢ posible borrar memorias traum¨¢ticas?

La estimulaci¨®n cerebral profunda se puede emplear para tratar las adicciones

R. Por ahora, quiz¨¢ es posible en modelos animales. Se ha mostrado algo parecido con memorias aversivas asociadas a un determinado contexto espacial. En estos experimentos el animal recibe un est¨ªmulo negativo cuando explora una caja con una decoraci¨®n determinada. El animal asocia ambos est¨ªmulos, el contexto en el que recibe el est¨ªmulo negativo y la sensaci¨®n generada por el est¨ªmulo. Al hacerlo crean una memoria asociativa aversiva. A nivel neuronal lo que ha sucedido es que un grupo de neuronas del hipocampo se ha coactivado relacionando ambos est¨ªmulos. Cuando este grupo de neuronas al que llamamos engrama se activa de manera artificial, por medio por ejemplo de un haz de luz, podemos evocar en el animal la respuesta aversiva, podemos reactivar la memoria. Podemos reactivarla incluso aunque el animal est¨¦ f¨ªsicamente en un contexto distinto al que asoci¨® el est¨ªmulo aversivo. De la misma manera, si se realiza una reactivaci¨®n de la memoria aversiva pero ahora se empareja con un est¨ªmulo positivo, apetitivo, podemos eliminar la connotaci¨®n negativa de la memoria, podemos cambiar la valencia de la memoria almacenada. Es decir, el mismo engrama de neuronas del hipocampo que ten¨ªa un valor negativo para el individuo, deja de tenerlo.

P. ?Se puede borrar una memoria completamente?

R. Es una posibilidad, pero la memoria tiene muchas dimensiones y quiz¨¢ eliminar por completo el rastro de una memoria no sea sencillo. En cualquier caso, parece m¨¢s interesante poder cambiar el valor de las memorias como hemos comentado anteriormente, cuando estas son negativas, y m¨¢s a¨²n intentar recuperar las memorias perdidas o fortalecer las nuevas, especialmente las que se adquieren a edades ya avanzadas. Este es el objetivo de muchas l¨ªneas de investigaci¨®n que, como la nuestra, pretenden contribuir al entendimiento de los mecanismos b¨¢sicos que regulan el intercambio de informaci¨®n entre las distintas poblaciones neuronales que participan en los procesos de codificaci¨®n, consolidaci¨®n y recuperaci¨®n de la memoria.