Knowing Neurons
¿Sabías que…?Aprendizaje y memoriaFundamentos del cerebro

Distinguiendo nuevas memorias: la neurogénesis en adultos

Artículo original: Resolving new memories: adult neurogenesis, Ryan Jones

Traducido por Aurora Nieves

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Cuando era joven, mi familia vivía en una granja vieja. Era un lugar acogedor y tenía mucho carácter, pero con más de 150 años, se notaban mucho los años. Mi dormitorio era singular, ya que había sido renovado con una tupida alfombra azul en algún momento durante los años setenta. También era singular porque había un clavo diminuto que asomaba por el suelo unos centímetros más allá de la puerta, oculto por la alfombra. Pero yo sabía exactamente dónde estaba ese clavo; lo había pisado tarde una noche y había despertado a todos en la casa con mis gritos de dolor.

Rápidamente aprendí a pisar un poco más hacia adentro en mi habitación para evitar el clavo escondido. Lo que más tarde me sorprendió fue que siempre daba pasos más largos cuando entraba mi habitación, pero nunca cuando entraba en otra habitación de la casa. ¿Cómo era capaz mi cerebro de distinguir entre habitaciones similares de la casa y sólo advertirme de la tachuela oculta cuando entraba en mi cuarto? La capacidad de distinguir entre recuerdos aprendidos en contextos similares (por ejemplo, habitaciones parecidas) se denomina como separación de patrones y se cree que es una de las principales funciones del giro dentado, una región del hipocampo. Durante muchos años, la neurobiología de cómo el giro dentado y el hipocampo trabajaban en conjunto para distinguir entre recuerdos similares fue un campo relativamente desconocido. Sin embargo, las investigaciones de la última década han desvelado parte de este misterio.

Durante décadas, los neurocientíficos creyeron que el cerebro humano era incapaz de generar nuevas neuronas después del nacimiento. Sin embargo, un artículo de investigación publicado en 1998 por el investigador Fred Gage en la revista Nature puso en tela de juicio este dogma, y demostró que la región del giro dentado del hipocampo genera neuronas nuevas durante toda la vida.  El giro dentado es una región especializada dentro de la formación hipocampal, una región cerebral fundamental para la formación y el almacenamiento de memorias espaciales.  Es una de dos regiones cerebrales donde las células progenitoras neurales generan continuamente nuevas neuronas, que luego se integran a la red neuronal y forman nuevas sinapsis con otras neuronas (Figura 1).  Una vez integradas, ¡estas neuronas sobreviven el resto de la vida!  Curiosamente diversos factores ambientales, como el ejercicio y la exposición a nuevos entornos, pueden aumentar la tasa de formación de nuevas neuronas, mientras que se sabe que otros tipos de factores ambientales como el estrés pueden reducirla.

Adult Neurogenesis
Figura 1:  Se generan nuevas neuronas en el giro dentado (verde) a partir de células progenitoras y se integran en la red neuronal (otras neuronas en rojo) a lo largo de un periodo de 6 semanas.  Se cree que las neuronas maduras generadas en la adultez (abajo) perduran por el resto de la vida.

Aunque la neurobiología de cómo se desarrollan estas neuronas se conoce bastante bien, se sabe menos sobre cuál es su función en el cerebro y cómo contribuyen al aprendizaje y la memoria.  Una teoría vigente es que las neuronas recién generadas en el giro dentado son fundamentales para la separación de patrones de memoria. Esencialmente, la separación de patrones es un término científico que describe cómo el cerebro separa dos recuerdos distintos que se formaron en contextos similares.  En el caso del clavo escondido en mi dormitorio, mi cerebro formó un recuerdo de la alfombra azul de mi habitación y asoció ese recuerdo con el doloroso pinchazo en el dedo del pie.  Sin embargo, cuando entré en otra habitación de la casa, mi cerebro se dio cuenta de que no había ningún clavo oculto, por lo que no necesité pisar más adentro en la habitación.

En 2012, un artículo de investigación del profesor, y ganador del premio Nobel Susumo Tonegawa, demostró que las nuevas neuronas generadas eran necesarias para la separación de patrones de comportamiento.  El laboratorio del Dr. Tonegawa utilizó una prueba de comportamiento denominada como condicionamiento contextual del miedo para observar la separación de patrones en ratones (Figura 2).  Al inicio del experimento, se colocó a cada ratón en una caja (Contexto A) con indicadores sensoriales específicos (olor, sonido y color) y se le aplicó una descarga eléctrica en el pie.  Al igual que el clavo en el suelo de mi habitación, los ratones aprendieron a asociar el Contexto A con la descarga del pie.  A continuación, se colocó al ratón en una caja diferente (Contexto B) que era ligeramente distinta a la del Contexto A, y no se le dio una descarga eléctrica en el pie. Esta secuencia se repitió varias veces, y cada vez los investigadores evaluaron el nivel de miedo que mostraba el ratón en cada contexto.  Los ratones con neurogénesis normal en el giro dentado fueron capaces de aprender rápidamente que el Contexto A estaba asociado con una descarga eléctrica en el pie y que el Contexto B era inocuo.  Sin embargo, los ratones modificados genéticamente para carecer de neurogénesis fueron incapaces de distinguir entre las dos cajas y mostraron un comportamiento de miedo en ambos contextos (Figura 2).  Este descubrimiento demostró que las neuronas recién generadas en el giro dentado desempeñan un papel importante a la hora de ayudar al cerebro a distinguir entre entornos similares y aplicarles los recuerdos adecuados.  Si el giro dentado es incapaz de producir nuevas neuronas, los recuerdos formados en contextos similares se vuelven imprecisos y pueden confundirse entre sí.
Contextual Fear Conditioning Knowing Neurons
Figura 2. La neurogénesis adulta es necesaria para distinguir los recuerdos formados en contextos similares. Adult neurogenesis is necessary to separate memories formed in similar contexts.
El cerebro es increíblemente eficaz formando recuerdos de personas, lugares, acontecimientos e ideas.  De hecho, algunos psicólogos calculan que nuestros cerebros son capaces de almacenar hasta 2,5 petabits (~2500 discos duros de 1 Tb) de información.  Pero todos estaríamos perdidos si no tuviera una forma de separar y organizar esos recuerdos, del mismo modo en que se necesita organizar los libros en las estanterías de una biblioteca. La neurogénesis adulta desempeña un papel fundamental en este sentido y  mantiene ordenadas las páginas de nuestras vidas.
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Escrito por Ryan Jones
Imágenes de Ryan Jones y Zhao et al.
Traducido por Aurora Nieves
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Resolving New Memories: Adult Neurogenesis by Knowing Neurons

Referencias

Eriksson P.S., Perfilieva E., Björk-Eriksson T., Alborn A.M., Nordborg C., Peterson D.A. & Gage F.H. (1998). Neurogenesis in the adult human hippocampus, Nature Medicine, 4 (11) 1313-1317. DOI: 10.1038/3305

Nakashiba T., Cushman J., Pelkey K., Renaudineau S., Buhl D., McHugh T., Barrera V., Chittajallu R., Iwamoto K. & McBain C. (2012). Young Dentate Granule Cells Mediate Pattern Separation, whereas Old Granule Cells Facilitate Pattern Completion, Cell, 149 (1) 188-201.
DOI: 10.1016/j.cell.2012.01.046

Zhao C., Teng E.M., Summers R.G., Ming G.L. & Gage F.H. (2006). Distinct morphological stages of dentate granule neuron maturation in the adult mouse hippocampus., The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, PMID: 16399667

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One thought on “Distinguiendo nuevas memorias: la neurogénesis en adultos

  • Great! It’s intriguing to learn how our brains continually generate new neurons, and how these neurons contribute to distinguishing between similar memories, a process known as pattern separation. The real-life example of contextual fear conditioning in mice demonstrates the significance of these newly generated neurons in keeping our memories organized. Our brains are indeed remarkable, and understanding their inner workings is an ongoing adventure.

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