Científicos de la Universidad de California en San Francisco han probado el papel de la mielina en el almacenamiento de la memoria a largo plazo, según publican en la revista ‘Nature Neuroscience‘.
Concretamente, los investigadores han descubierto que en modelos experimentales, los sujetos aprenden rápidamente una respuesta temerosa a una situación percibida como amenazante, pero para que una respuesta tan condicionada se vuelva duradera se requieren células cerebrales para aumentar las cantidades de mielina, que puede servir para reforzar y estabilizar las conexiones neuronales recién formadas.
Según los investigadores de la UCSF, “encontramos que una experiencia única y breve de aprendizaje del miedo puede causar cambios a largo plazo en la mielinización y los cambios neurofisiológicos asociados dentro del cerebro que pueden detectarse incluso un mes después”, señala el autor del estudio Mazen Kheirbek, profesor asistente en el Departamento de Psiquiatría y miembro del Instituto UCSF Weill de Neurociencias.
“Investigar el papel de la nueva formación de mielina en el aprendizaje adaptativo y desadaptativo es una oportunidad importante tanto para comprender los mecanismos básicos del aprendizaje y la memoria, como para identificar nuevos objetivos para el tratamiento de los trastornos del estado de ánimo y la ansiedad”, señala.
Kheirbek, cuya investigación en UCSF se centra en los circuitos neuronales que generan comportamientos relacionados con el estado de ánimo y la ansiedad, supervisó conjuntamente el estudio con Jonah Chan, miembro del Instituto Weill, cuya investigación se enfoca en cómo el cerebro crea mielina y por qué se descompone en la esclerosis múltiple (EM).
La mielina se forma durante el desarrollo temprano por las células cerebrales llamadas oligodendrocitos, que se envuelven cientos de veces alrededor de los axones ramificados que emanan de ciertas neuronas clave. Esto forma una capa gruesa de proteínas y grasas que actúa como un aislante fortaleciendo y acelerando la señalización eléctrica en las vías nerviosas que conectan una neurona con la siguiente.
Este aislamiento es particularmente importante para las autopistas de información más ocupadas del cerebro, como las fibras nerviosas de alta velocidad dando al cerebro un control casi instantáneo sobre los músculos del cuerpo.
El daño a esta mielina y una pérdida asociada de control muscular son características de la EM, pero se ha prestado relativamente poca atención a la posibilidad de que la mielina también pueda sufrir cambios dinámicos en el cerebro adulto sano.
Sin embargo, en los últimos años, los científicos han descubierto una nueva mielinización que se forma dentro del cerebro durante el aprendizaje a largo plazo, específicamente en el aprendizaje motor y en el aprendizaje espacial.
El aprendizaje depende inicialmente de la capacidad del cerebro para reconectarse formando nuevas conexiones entre las neuronas. Estos nuevos estudios representan una evidencia creciente de que la capacidad de la mielina para reforzar y mantener estas nuevas conexiones puede determinar qué hace que ciertos recuerdos se mantengan.
El nuevo estudio lleva estos hallazgos un paso más allá, mostrando que los cambios en la mielina juegan un papel fundamental no solo en los movimientos físicos de los animales, sino también en el establecimiento de recuerdos emocionales duraderos.
En su nuevo estudio, los investigadores de la UCSF determinaron en el modelo experimental que la adquisición de un recuerdo de un choque en el pie estaba acompañado por una mayor formación de mielina en la corteza prefrontal medial, una región del cerebro importante para la formación de recuerdos a largo plazo.
Para probar si esta nueva mielina era necesaria para que los animales aprendieran, los investigadores repitieron el experimento con individuos genéticamente modificados para no poder formar nueva mielina. Estos inicialmente se paralizaron en la cámara de acondicionamiento, pero a diferencia de los normales, su miedo pareció desvanecerse después de aproximadamente un mes.
Así, concluyeron que la nueva formación de mielina no es necesaria para el aprendizaje inicial, sino que juega un papel específico en la consolidación y mantenimiento de recuerdos de miedo duraderos.
Debido a que la mielina actúa para aumentar la velocidad y la eficiencia de las señales que pasan a lo largo de los axones, los cambios en la mielinización pueden influir en los patrones importantes de señalización eléctrica dentro de las redes neuronales.
En su nuevo estudio, los investigadores descubrieron que perder la capacidad de formar nueva mielina produce cambios a largo plazo en la actividad de las neuronas en la corteza prefrontal.
Los autores explican que es “un avance significativo en nuestra comprensión de cómo el cerebro se remodela en respuesta a una experiencia de aprendizaje. Una propiedad cardinal de la mielina es su estabilidad, que la posiciona de manera única para soportar recuerdos duraderos, incluso de por vida, en humanos y modelos experimentales”.
En un experimento, los investigadores de la UCSF descubrieron que modelos tratados por primera vez con el fumarato de clemastina antihistamínico, una posible terapia para la EM identificada por Chan en 2014 que funciona al aumentar la producción de mielina, mostraron un recuerdo inusualmente fuerte a largo plazo de la memoria de miedo condicionada.
“La plasticidad de la mielina podría ser beneficiosa para el aprendizaje experto, como tocar un piano o recordar lugares, pero también perjudicial si conduce a respuestas de miedo persistentes y sobregeneralizadas a situaciones cotidianas”, explica.
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