Mediante la
observación de la actividad de todo el cerebro del pez cebra en vivo,
investigadores del Instituto de Ciencias del Cerebro RIKEN, en Japón, han
visualizado por primera vez cómo la información 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 llevó a cabo por los doctores
Tazu Aoki y Hitoshi Okamoto, del Laboratorio de Regulación Génica del
Desarrollo, pionero en el estudio de cómo el cerebro controla el comportamiento
en el pez cebra.
En nuestra
interacción 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 mamíferos es demasiado grande para observar todo el circuito de los nervios
en la acción, pero el uso de una técnica llamada imágenes de calcio, el equipo
de científicos fue capaz de visualizar por primera vez la actividad de todo el
cerebro del pez cebra durante la recuperación de memoria.
La imagen de
calcio toma ventaja del hecho de que los iones de calcio entran en las neuronas
tras la activación neuronal y con 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 transgénicos que expresan una proteína
sensible al calcio para evitar una descarga eléctrica suave usando un LED como
señal roja. Al observar la actividad cerebral de peces cebra al presentarse el
LED rojo se podría visualizar el proceso de recordar el comportamiento de
precaución aprendido.
Los
científicos analizaron la actividad neuronal en la parte dorsal del telencéfalo
del pescado, que corresponde a la corteza cerebral humana, mediante la
presentación de la luz LED roja 24 horas tras la sesión de entrenamiento. No
observaron ninguna actividad cuando presentaron la señal 30 minutos después del
entrenamiento.
En otro
experimento, los investigadores muestran que si eliminan esa región del
cerebro, los peces son capaces de aprender de la conducta de evitación, 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 región cortical para que se
consolide en la memoria a largo plazo", explica Aoki.
Posteriormente,
el equipo probó 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 evitación, cada uno asociado con
un color de LED diferente, azul o rojo, como señal, y encontraron que presentar
las diferentes señales conduce a la activación de diferentes grupos de neuronas
en el telencéfalo, lo que indica que los diferentes programas de comportamiento
se almacenan y recuperan por diferentes poblaciones de neuronas.
"Con la
utilización de imágenes de calcio en el pez cebra pudimos visualizar, por
primera vez, un proceso en curso de consolidación de la memoria. Este enfoque
abre nuevas vías de investigación en la memoria utilizando el pez cebra como
organismo modelo", concluye el doctor Okamoto.
Fuente:
http://www.cell.com/neuron/
http://www.cell.com/neuron/
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