Los recuerdos que vuelven para guiar el comportamiento

Mediante la observaci¨®n de la actividad de todo el cerebro del pez cebra en vivo, investigadores del Instituto de Ciencias del Cerebro RIKEN, en Jap¨®n, han visualizado por primera vez c¨®mo la informaci¨®n almacenada como memoria a largo plazo en la corteza cerebral se procesa para guiar las elecciones de comportamiento. El estudio, publicado este jueves en la revista 'Neuron', se llev¨® a cabo por los doctores Tazu Aoki y Hitoshi Okamoto, del Laboratorio de Regulaci¨®n G¨¦nica del Desarrollo, pionero en el estudio de c¨®mo el cerebro controla el comportamiento en el pez cebra.

En nuestra interacci¨®n con nuestro entorno constantemente nos referimos a experiencias pasadas almacenadas como recuerdos para guiar las decisiones de comportamiento, pero la manera en la que se forman los recuerdos, se almacenan y recuperan para asistir a la toma de decisiones sigue siendo un misterio. El cerebro de los mam¨ªferos es demasiado grande para observar todo el circuito de los nervios en la acci¨®n, pero el uso de una t¨¦cnica llamada im¨¢genes de calcio, el equipo de cient¨ªficos fue capaz de visualizar por primera vez la actividad de todo el cerebro del pez cebra durante la recuperaci¨®n de memoria.

La imagen de calcio toma ventaja del hecho de que los iones de calcio entran en las neuronas tras la activaci¨®n neuronal y al introducir una sustancia fluorescente sensible al calcio en el tejido neural, es posible rastrear el influjo de calcio en las neuronas y, por lo tanto, visualizar la actividad neuronal.

Los investigadores entrenaron a peces cebra transg¨¦nicos que expresan una prote¨ªna sensible al calcio para evitar una descarga el¨¦ctrica suave usando un LED como se?al roja. Al observar la actividad cerebral de peces cebra al presentarse el LED rojo se podr¨ªa visualizar el proceso de recordar el comportamiento de precauci¨®n aprendido.

Los cient¨ªficos analizaron la actividad neuronal en la parte dorsal del telenc¨¦falo del pescado, que corresponde a la corteza cerebral humana, mediante la presentaci¨®n de la luz LED roja 24 horas tras la sesi¨®n de entrenamiento. No observaron ninguna actividad cuando presentaron la se?al 30 minutos despu¨¦s del entrenamiento.

En otro experimento, los investigadores muestran que si eliminan esa regi¨®n del cerebro, los peces son capaces de aprender de la conducta de evitaci¨®n, un recuerdo a corto plazo, pero no pueden formar ninguna memoria a largo plazo de esta forma de actuar. "Esto indica que los recuerdos a corto y a largo plazo se forman y almacenan en diferentes partes del cerebro. Pensamos que la memoria a corto plazo debe ser transferida a la regi¨®n cortical para que se consolide en la memoria a largo plazo", explica Aoki.

Posteriormente, el equipo prob¨® si los recuerdos de las mejores opciones de comportamiento pueden ser modificados por un nuevo aprendizaje. Los peces fueron entrenados para aprender dos comportamientos opuestos de evitaci¨®n, cada uno asociado con un color de LED diferente, azul o rojo, como se?al, y encontraron que presentar las diferentes se?ales conduce a la activaci¨®n de diferentes grupos de neuronas en el telenc¨¦falo, lo que indica que los diferentes programas de comportamiento se almacenan y recuperan por diferentes poblaciones de neuronas.

"Con la utilizaci¨®n de im¨¢genes de calcio en el pez cebra pudimos visualizar, por primera vez, un proceso en curso de consolidaci¨®n de la memoria. Este enfoque abre nuevas v¨ªas de investigaci¨®n en la memoria utilizando el pez cebra como organismo modelo", concluye el doctor Okamoto.