Cómo se forman los recuerdos motores y porqué son persistentes

Las habilidades físicas, denominadas memorias motoras están codificadas de manera diferente en nuestro cerebro que nuestros recuerdos de nombres o hechos.

Un estudio realizado por científicos del Instituto de Neurociencias Wu Tsai partió de la idea de que los recuerdos están codificados en el cerebro en el patrón de actividad en redes de cientos o miles de neuronas, a veces distribuidas en regiones cerebrales distantes. El concepto de un rastro de memoria de este tipo, a veces llamado engrama de memoria, existe desde hace más de un siglo, pero identificar exactamente qué es un engrama y cómo está codificado ha resultado extremadamente desafiante. Estudios previos han demostrado que algunas formas de aprendizaje activan neuronas específicas, que se reactivan cuando se recuerda la memoria aprendida. Sin embargo, aún se desconoce si existen neuronas de engramas de memoria para el aprendizaje de habilidades motoras.

Este estudio, publicado en la revista Neuron, los investigadores entrenaron a los ratones para que usaran sus patas para alcanzar los gránulos de comida a través de una pequeña ranura. Utilizando una magia genética los investigadores pudieron identificar neuronas específicas en la corteza motora del cerebro, un área responsable de controlar los movimientos, que se activaron durante el proceso de aprendizaje. Los investigadores etiquetaron estas células de engrama potenciales con un marcador fluorescente para poder ver si también desempeñaron un papel en la recuperación de la memoria más adelante.

Cuando los investigadores probaron la memoria de los animales de esta nueva habilidad semanas más tarde, encontraron que los ratones que aún recordaban la habilidad mostraron una mayor actividad en las mismas neuronas que se identificaron por primera vez durante el período de aprendizaje, lo que demuestra que estas neuronas eran responsables de codificar la habilidad y los investigadores lograron observar la formación de engramas de memoria.

Usando microscopía de dos fotones para observar estos circuitos vivos en acción, observaron que las llamadas "neuronas de engrama" se reprogramaban a sí mismas a medida que aprendían los ratones. Las células del engrama de la corteza motora recibieron nuevas entradas sinápticas, lo que potencialmente refleja información sobre el movimiento de alcance, y ellas mismas formaron nuevas y poderosas conexiones de salida en una región distante del cerebro llamada cuerpo estriado dorsolateral, una estación de paso clave a través de la cual las neuronas del engrama pueden ejercer un control refinado sobre los movimientos del animal. Era la primera vez que alguien observaba la creación de nuevas vías sinápticas en la misma población de neuronas, tanto en los niveles de entrada como de salida, en estas dos regiones del cerebro.

La capacidad de rastrear la formación de nuevos recuerdos en el cerebro del ratón permitió que el equipo de investigación interviniera en un debate de larga data sobre cómo se almacenan las habilidades en el cerebro: ¿se controlan desde un rastro de memoria central, o engrama, o la memoria es redundante? almacenados en muchas áreas diferentes del cerebro? Aunque este estudio no puede descartar la idea de la memoria centralizada, le da credibilidad a la teoría opuesta. Otra cuestión fascinante es si se requiere la activación de estas neuronas de engrama para la realización de tareas motoras ya aprendidas. Los investigadores especularon que al suprimir la actividad de las neuronas que habían sido identificadas como parte del engrama de memoria de la corteza motora, los ratones probablemente aún podrían realizar la tarea.

Estos hallazgos sugieren que, además de estar dispersos, los recuerdos motores son muy redundantes. Los investigadores dicen que a medida que repetimos las habilidades aprendidas, estamos reforzando continuamente los engramas motores mediante la construcción de nuevas conexiones, refinando la habilidad. Es lo que significa el término memoria muscular: una red refinada y altamente redundante de engramas motores que se usa con tanta frecuencia que la habilidad asociada parece automática.

Los investigadores esperan responder en un estudio de seguimiento, porque puede ser la clave para desarrollar tratamientos efectivos para los trastornos motores.