Descubren un mecanismo que le permite al cerebro seleccionar información clave para el aprendizaje y la memoria

Las funciones cerebrales superiores, como la memoria y la atención, dependen en gran medida del funcionamiento adecuado de las dendritas, una estructura ramificada de una neurona encargada de recibir la información que brinda otra neurona.

Ahora, un equipo internacional de científicos, que incluye a una investigadora argentina, descubrió un nuevo mecanismo que inhibe a un grupo de dendritas para que otras tengan la posibilidad de seleccionar dentro del ruido de estímulos aquellas claves que son importantes para el aprendizaje en determinadas experiencias. Es como si el mecanismo acallara el alboroto del aula para que se pueda escuchar la voz del profesor.

El estudio fue liderado por el doctor Johannes Letzkus, en el Instituto Max Planck para el Estudio del Cerebro, en Fráncfort, Alemania. Y se logró comprobar que la actividad de las interneuronas L1 “apaga” la capacidad de las dendritas para recibir esa información clave.

Cada neurona piramidal de la corteza forma miles de conexiones en sus dendritas. ¿Pero cómo hacen las neuronas para “escuchar” cierta información e “ignorar” otra?

“Creemos que esta es una de las funciones principales de la inhibición dendrítica”, explica una de las participantes del avance, la doctora María Belén Pardi, bióloga egresada de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. “Nuestra hipótesis es que este mecanismo podría estar reduciendo el ruido haciendo que prevalezcan y se refuercen ciertas conexiones sinápticas (punto de contacto entre neuronas) y no otras, por ejemplo, aquellas que codifican información relevante durante el aprendizaje”, añadió Pardi, quien actualmente realiza su posdoctorado en el laboratorio de Letzkus.

El doctor Johannes Letzkus e integrantes de su laboratorio – entre ellos la neurocientífica argentina María Belén Pardi – en el Instituto Max Planck para el Estudio del Cerebro, en Fráncfort, Alemania. (Foto: Instituto Max Planck para el Estudio del Cerebro / Agencia CyTA-Fundación Leloir)

Los autores del estudio realizaron experimentos en ratones. Mediante el empleo de técnicas moleculares y de imagen, los científicos demostraron que la activación de las interneuronas de L1 de la corteza auditiva inhibe la actividad de las dendritas de las neuronas piramidales en respuesta a un estímulo auditivo. “Hipotetizamos que el silenciamiento de esas neuronas causa una mayor excitabilidad dendrítica. Este mecanismo podría jugar un rol clave en el aprendizaje y la memoria”, indicó Pardi, quien en 2016 recibió una prestigiosa beca – de tres años de duración – que otorga el Programa Fronteras Humanas de la Ciencia, con el apoyo de Japón, la Unión Europea (UE) y otros países.

Asimismo, el grupo de Letzkus demostró que un grupo de interneuronas, llamadas “SOM tipo Martinotti”, pueden “apagar” a las interneuronas de L1 y así “decidir” cuando la corteza “escucha” o no a determinados estímulos.

“El desarrollo de estrategias terapéuticas requiere el conocimiento de cómo funciona el sistema cerebral. En particular, para el tratamiento de enfermedades que afectan la memoria como el Alzheimer, es preciso comprender los mecanismos neurológicos involucrados”, subrayó la científica argentina.

Del estudio, publicado en la revista “Neuron”, también participaron Elisabeth Abs, Rogier Poorthuis, Karzan Muhammad, Leona Enke y De-Lin Pu del Instituto Max Planck; Ivo Spiegel, Daniella Apelblat y Dahlia Kushinsky, del Instituto Weizmann, en Israel; y Max Ferdinand Eizinger y Karl-Klaus Conzelmann, de la Universidad Ludwig Maximilians, en Munich, Alemania.