Estimulando las mitocondrias se mejora la memoria a largo plazo

 

Un equipo internacional dirigido por el Instituto del Cerebro de París ha demostrado que un ligero aumento de la capacidad metabólica de las neuronas puede mejorar la memoria a largo plazo.

 El cerebro es uno de los órganos que más energía consume del cuerpo. Cada vez que articulamos un pensamiento, razonamos o formamos un nuevo recuerdo, las neuronas se activan. Esta actividad requiere combustible en forma de ATP, una molécula producida por las mitocondrias. Cuando una neurona se estimula, los niveles intracelulares de calcio aumentan; parte de este calcio entra en las mitocondrias, donde acelera el ciclo de Krebs, una cascada de reacciones químicas que impulsa la producción de ATP.

Los investigadores del ESPCI en París, el Instituto de Investigación del Hospital del Mar en Barcelona, el Instituto de Ciencia y Tecnología de Viena y el Instituto Max Planck de Neurociencia de Florida plantearon una pregunta diferente: ¿qué sucede si aprovechamos el calcio mitocondrial para aumentar la producción de energía en las neuronas más allá de lo que el cerebro necesita para funcionar normalmente?

Para responder a esta pregunta, el equipo se centró en LETM1 , una proteína ubicada en la membrana mitocondrial interna que ayuda a exportar calcio desde la matriz mitocondrial. Al reducir su expresión en modelos celulares, los investigadores ralentizaron la extrusión de calcio tras la activación neuronal. Como resultado, el calcio permanece más tiempo dentro de las mitocondrias, prolongando la estimulación metabólica y provocando la sobreproducción de ATP.

El equipo examinó posteriormente el impacto de este aumento metabólico controlado en animales vivos. En ambas especies estudiadas, moscas de la fruta y ratones, la inhibición de LETM1 tuvo un impacto significativo en el comportamiento, en particular en el rendimiento en tareas que requieren memoria a largo plazo.

Normalmente, si una mosca de la fruta experimenta un olor acompañado de un castigo leve solo una vez, recuerda la asociación durante unas horas, pero no al día siguiente. Para establecer un recuerdo duradero, el experimento debe repetirse varias veces. Sin embargo, los investigadores descubrieron que cuando la expresión de LETM1 se reduce en las neuronas del cuerpo del hongo (el centro de la memoria olfativa en los artrópodos), una sola sesión de entrenamiento es suficiente para producir un recuerdo que persiste durante más de 24 horas.

El mismo tipo de condicionamiento pavloviano se aplicó en ratones, con resultados comparables. Este mecanismo de consolidación de la memoria parece conservarse en especies muy diferentes, especialmente dado que la proteína LETM1 está presente en todos los organismos eucariotas.

Estos hallazgos sugieren que un ligero aumento de la energía disponible para las neuronas puede mejorar ciertos aspectos del rendimiento de la memoria a largo plazo. Aún estamos lejos de poder modular los recursos energéticos del cerebro según la demanda. La estrategia genética empleada en este estudio es compleja, y la desregulación de LETM1 está implicada en varias enfermedades humanas, incluido el síndrome de Wolf-Hirschhorn.

Sin embargo, el estudio invita a repensar el papel de la energía en la función cerebral: no es simplemente combustible, como la batería de una linterna, sino un auténtico regulador de la intensidad y duración de los procesos neuronales, algo más parecido a un panel de control.

El estudio, fue publicado en la revista Nature Metabolism.