Un grupo de investigadores consigue provocar la evocación de recuerdos específicos a voluntad activando con luz unas neuronas determinadas

A Marcel Proust se le dispararon los recuerdos de la infancia cuando olió el aroma de una magdalena. A partir de ahí empezó a escribir compulsivamente sobre esos recuerdos del pasado. El caso de Proust se ha puesto como ejemplo para estudios de Neurología, Psicología e incluso para ilustrar cómo funcionan la redes neuronales computacionales. Los humanos tenemos muchos recuerdos de nuestro pasado. Algunos son tan importantes y vívidos que, como la magdalena de Proust, desatan todas las sensaciones que experimentamos en ese momento. Los neurocientíficos llaman a estos recuerdos engramas.

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asta ahora se creía que estos engramas eran meros entes conceptuales y que no necesariamente tenían que tener un reflejo físico en nuestra estructura neuronal. En un estudio del MIT se ha demostrado que esos recuerdos realmente residen en células específicas del cerebro.

Para demostrar este punto los investigadores implicados se han valido de una nueva técnica basada en la optogenética. Esta técnica permite estimular neuronas específicas que previamente han sido modificadas genéticamente para expresar proteínas sensibles a la luz.

En este estudio pudieron ver que una activación mediante luz de específicas pequeñas subpoblaciones de neuronas puede generar comportamientos de alto nivel cognitivo, como por ejemplo la expresión de recuerdos específicos.

Todo empezó cuando hace años el neurocirujano Wilder Penfield observó de manera accidental que se podían activar recuerdos de manera física. Este médico trataba a pacientes con epilepsia grave que querían dejar de tener ataques. En la epilepsia un pequeño grupo de neuronas puede ser el origen de esos ataques, así que este cirujano arreglaba el problema eliminando esa región productora de ataques. Lo malo es que no es fácil saber qué región es. Para asegurarse de que sólo destruía esa parte de cerebro, estimulaba con pequeñas descargas ciertas regiones del cerebro mientras que los pacientes estaban bajo los efectos de una anestesia local (y el cráneo abierto). Los pacientes informaban de las sensaciones que tenían en cada estimulación. Al parecer experimentaban evocaciones vívidas cuando Penfield estimulaba sólo unas pocas neuronas del hipocampo. El hipocampo es una región esencial el la formación y evocación de recuerdos episódicos.

Aunque los científicos han estado explorando este fenómeno desde entonces, hasta ahora no se había demostrado directamente que la activación directa del hipocampo fuera suficiente para provocar evocaciones.

Susumu Tonegawa, Xu Liu y otros investigadores del MIT pensaron que se podía utilizar la optogenética para estudiar el fenómeno. La idea era demostrar la hipótesis de la codificación y almacenamiento de la memoria a través de un experimento con un modelo animal (ratones) que simulara las condiciones de Penfield y activarían los recuerdos de manera artificial.

Primero identificaron un conjunto específico de células nerviosas en el hipocampo que estaban activas sólo cuando el ratón realizaba un aprendizaje sobre un nuevo ambiente. Determinaron qué genes estaban activados en esas células y le acoplaron el gen foráneo ChR2, gen que expresa una proteína activada por la luz y usada en optogenética. Esto permitía marcar la red neuronal física asociada con un engrama específico para una experiencia específica.

Luego a estos ratones modificados les acoplaron unas fibras ópticas para así llevar pulsos de luz hasta una región específica del hipocampo. Esto permitía excitar con luz las neuronas con el gen ChR2. La clave estaba en que la proteína activada por la luz sólo se expresaba en las neuronas que estaban involucradas en el aprendizaje experimental de los ratones.

El ratón entraba en un ambiente específico y después de unos minutos de exploración recibía una descarga eléctrica en sus patas, con lo que asociaba ese ambiente con una mala experiencia y aprendía que ese ambiente le producía un daño. Si se volviera a meter al ratón en ese ambiente experimentaría miedo debido al recuerdo de su experiencia pasada con la descarga eléctrica. Incluso la sólo evocación de la experiencia debería de producir la misma reacción.

Pero en lugar de eso, los investigadores introdujeron pulsos de luz a través de las fibras ópticas mientras los ratones estaban tan tranquilos en un ambiente totalmente diferente. Entonces se activarían las neuronas etiquetadas con ChR2 produciendo la evocación de los recuerdos asociados con el primer ambiente. Observaron que el envío de luz provocaba que los ratones se pusieran a la defensiva guiados por el miedo.

Este montaje experimental no es más que un manera imaginativa de demostrar que los ratones recordaban su experiencia de ser electrocutados sin necesidad de que lo cuenten (hasta ahora no se han encontrado ratones que hablen). Los ratones experimentaban una evocación de un mal recuerdo y actuaban en consecuencia. Un recuerdo evocado a voluntad por los investigadores activando células específicas de su cerebro, aquellas en las que residía ese recuerdo.

Tonegawa afirma que, al contrario de lo que creía Descartes, este tipo de experimento demuestra que la mente puede ser estudiada por la ciencia y que fenómenos como la evocación de un recuerdo están basados en cambios de la materia.

Además del valor filosófico y de un mejor conocimiento de nuestra propia mente y de la esencia del ser humano, el resultado puede tener aplicaciones prácticas en el estudio de desórdenes neurodegenerativos y psiquiátricos.

Así que, amigo lector, ya sabe. Ese recuerdo de su infancia con su familia, su primer beso o el nacimiento de su hijo residen cada uno de ellos en un pequeño grupo de neuronas, nada más y nada menos.