Se ha identificado un grupo de neuronas portadoras de memoria en el hipocampo, la amígdala o la corteza. Sin embargo, se ha planteado la hipótesis de que los engramas de un recuerdo en particular se distribuyen entre múltiples regiones cerebrales funcionalmente relacionadas, lo que se conoce como el complejo de engrama unificado.
Un nuevo estudio realizado por científicos del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria en Instituto de Tecnología de Massachusetts Proporciona evidencia de que cerebro No almacene una sola memoria en una o solo unas pocas áreas. En cambio, almacena la memoria a través de un complejo funcionalmente conectado y ampliamente distribuido que abarca muchas regiones del cerebro. El estudio refleja una descripción más completa de las células de codificación de memoria o engramas de memoria.
Los científicos han identificado varias áreas del cerebro que antes no se sabía que estaban involucradas en la memoria. Han demostrado que la reactivación de múltiples áreas de almacenamiento de memoria conduce a una potencia recuperación de memoria.
Al analizar más de 247 regiones del cerebro en ratones, los científicos mapearon las regiones involucradas en el complejo de Ingram. Estos ratones fueron trasladados de su jaula de origen a otra jaula, donde sintieron una pequeña pero memorable descarga eléctrica.
Las neuronas de un grupo de ratones fueron diseñadas para volverse fluorescentes cuando expresan un gen requerido para codificar la memoria. En otro grupo, las células se activan al invocar naturalmente la memoria inicial. Los científicos observaron estas células activadas (por codificación de memoria o por recuerdo) bajo un microscopio después de que los cerebros se preservaran y limpiaran ópticamente usando una técnica llamada escudo. Después de contar las células fluorescentes en cada muestra usando una computadora, los científicos crearon un mapa de áreas en todo el cerebro que parecían contener codificación de memoria importante o actividad de recuperación.
Los mapas muestran varias regiones asociadas con almacenamiento de memoria. Para determinar qué regiones podrían activarse por actividad no relacionada con la activación de la memoria, compararon lo que vieron en ratones que codificaban zap o zap-recing con lo que vieron en los cerebros de los controles que permanecían en su jaula.
Hacerlo les permitió calcular un «índice de engramas» del orden de 117 regiones del cerebro con una alta probabilidad de estar involucradas en el complejo de memoria de engramas. Profundizaron el análisis diseñando los nuevos ratones en los que las neuronas involucradas en la codificación y recuperación de la memoria podrían etiquetarse dos veces, revelando qué células mostraban una superposición en esas actividades.
Los científicos señalan,Para ser una célula de engrama, la neurona debe activarse para codificar y recordar. Estos experimentos revelaron una reactivación significativa de los ingramas en las regiones del hipocampo y la amígdala y demostraron la reactivación en varias estructuras talámicas, corticales, cerebrales y del tronco encefálico. Es importante destacar que cuando comparamos las regiones del cerebro identificadas por el análisis del índice de engramas con estas regiones reactivadas, observamos que alrededor del 60 por ciento de las regiones eran consistentes entre los análisis. «
Después de clasificar las regiones con mayor probabilidad de estar involucradas en el complejo de engramas, el equipo realizó varias manipulaciones para probar sus predicciones y determinar cómo las regiones de engramas complejos funcionan juntas.
Por ejemplo, los científicos han diseñado ratones para que los destellos de luz puedan controlar la activación celular mediante la codificación de la memoria. Más tarde, seleccionaron regiones del cerebro de una lista de índices de engramas aplicando destellos de luz. Nótese si estimularlos industrialmente conduciría a Miedo al comportamiento de la memoria. congelación en el lugar, incluso cuando las ratas se colocaron en una jaula «neutral» donde no se produjo el deslizamiento.
Los científicos señalan, «Sorprendentemente, todas estas regiones del cerebro indujeron un fuerte recuerdo de la memoria cuando se estimularon con optogenética. Además, la estimulación de las regiones sugeridas por el análisis que eran insignificantes para la activación de la memoria en realidad no resultó en ningún comportamiento de congelación».
Luego, los científicos identificaron las conexiones entre las diferentes regiones dentro del engrama. Eligieron dos regiones de memoria bien conocidas: CA1 del hipocampo y la amígdala lateral basal (BLA). Al activar las células del engrama con optogenética, indujeron un comportamiento de recuperación de la memoria neutral en la jaula.
Descubrieron que estimular esas regiones producía actividad de recuperación de memoria en regiones «posteriores» específicas que se identificaron como miembros potenciales del complejo de engramas. Esto implica la inhibición optogenética de la recuperación de la memoria de inicio natural en CA1 o BLA, asociada con una disminución de la actividad en las regiones del complejo de engramas aguas abajo en comparación con lo que se midió en ratones con memoria normal y sin obstáculos.
Otros experimentos demostraron que las activaciones optogenéticas de neuronas de engramas complejos siguieron patrones similares a los observados en recordar la memoria natural. Entonces, después de haber demostrado que la codificación y recuperación de la memoria natural parece ocurrir en un amplio complejo de engramas, los científicos determinaron a continuación si la reactivación de múltiples regiones mejora la recuperación de la memoria en comparación con la reactivación de una sola región. Para ello, utilizaron medios químicos para estimular diferentes áreas complejas del engrama. Descubrieron que estimular hasta tres regiones involucradas simultáneamente producía un comportamiento de congelación más fuerte que estimular solo una o dos.
Dheeraj Roy coautor y coautor Ella dijoY «Al almacenar un solo recuerdo a través de un compuesto tan extendido, el cerebro puede hacer que la memoria sea más eficiente y flexible. Varios programas de memoria pueden permitirnos Trae recuerdos Más eficientemente al tratar de recordar un evento pasado (de manera similar para engramas en bruto donde diferentes engramas pueden aportar información diferente a la experiencia original). En segundo lugar, en estados de enfermedad, en unas pocas regiones alteradas, los recuerdos distribuidos nos permiten recordar eventos pasados y, de alguna manera, son más robustos contra el daño regional”.
«A largo plazo, la segunda idea puede indicar una estrategia clínica para tratar el deterioro de la memoria: si algunos casos de deterioro de la memoria son causados por defectos en el hipocampo o la corteza, podemos apuntar a células de engramas que no se han estudiado en otras áreas, y tal manipulación puede restaurar algo de memoria. «¿misión?»
Referencia de la revista:
- Roy, DS, Parque, YG. , Kim, ME et al. El mapeo de todo el cerebro revela que los engramas de un solo recuerdo se distribuyen en múltiples regiones del cerebro. Nat Common 13, 1799 (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-29384-4
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