Un fallo fortuito de la memoria

Un nuevo trabajo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences pone en entredicho las ideas clásicas sobre cómo se forman los recuerdos en el cerebro. Antes se creía que los principales artífices de la memoria eran las neuronas: sus conexiones almacenaban nuestro pasado. Pero los investigadores descubrieron que los astrocitos también desempeñan un papel importante. Estas células auxiliares del cerebro, con forma de estrella, antes se consideraban meras comparsas. Los astrocitos emiten señales eléctricas espontáneas —es decir, aleatorias— y, según se ha descubierto, esos destellos consolidan los recuerdos a largo plazo.

Durante años se consideró que los astrocitos eran poco más que el «pegamento» del sistema nervioso: alimentaban las neuronas, las sostenían y no interferían en su trabajo. Pero la realidad resultó mucho más espectacular: cuando las neuronas envían señales químicas, los astrocitos responden con su propio «fuego artificial» interno de calcio. Este espectáculo, descartado en un principio como ruido de fondo, resultó ser inesperadamente clave para la memoria.

Un equipo de científicos de Italia y España —Gabriele Losi, Beatrice Vignoli, Giorgio Carmignoto y Marco Canossa, junto con sus colegas— quiso comprobar si aquel supuesto ruido de fondo caótico escondía alguna utilidad. Estudiaron la corteza perirrinal de ratones, una región que permite reconocer objetos (el famoso efecto de «ah, me acuerdo de ti»).

La hipótesis era sencilla: si esos impulsos influyen en la consolidación de la memoria, al suprimirlos los recuerdos deberían perder solidez. Para comprobarlo, observaron al microscopio los destellos de calcio de los astrocitos en cortes de cerebro vivos, mediante marcadores fluorescentes especiales. Y hay un dato importante: aunque bloquearan con sustancias tóxicas la actividad eléctrica de las neuronas, los destellos espontáneos de los astrocitos continuaban. Es decir, estas células generan su propio «caos».

Y ahora viene lo interesante. Los científicos estimularon las neuronas para inducir la llamada potenciación a largo plazo —la base celular de la formación de recuerdos— y observaron cuán firme sería la nueva conexión. Después silenciaron las señales de los astrocitos con herramientas genéticas. Los resultados fueron impresionantes: si se eliminan los destellos espontáneos de calcio, la memoria se desmorona. Las conexiones entre las neuronas se fortalecen al principio, pero desaparecen al cabo de una hora, como si nunca hubieran existido.

La causa está en la proteína BDNF, una especie de «fertilizante» cerebral necesario para reforzar las conexiones. Los astrocitos liberan BDNF en respuesta a sus propias señales aleatorias, y solo esto alimenta las conexiones neuronales necesarias para que los recuerdos queden grabados en el cerebro. Los científicos italianos demostraron que, si se añade BDNF manualmente al tejido cerebral cuando los astrocitos están silenciados, la memoria se puede salvar: las conexiones se mantienen.

A los experimentos con microscopio les siguieron pruebas con ratones vivos. La prueba de memoria habitual consiste en reconocer un objeto conocido y otro nuevo. Los ratones suelen quedarse embobados con la novedad: los juguetes viejos no les interesan. Pero, si se silencia la actividad espontánea de los astrocitos justo después del aprendizaje, al cabo de un día los ratones ya no recuerdan nada: el interés por ambos objetos se reparte por igual y el recuerdo no llega a fijarse.

Hay un matiz: si la actividad caótica de los astrocitos se interrumpe solo varias horas después de que el animal haya conocido el objeto, el recuerdo permanece firme. Así que las células auxiliares son importantes en el «momento crítico» en que el suceso recién vivido se «imprime» en las neuronas.

La gran paradoja está en la imprevisibilidad misma de estas señales. Los destellos de calcio en pequeñas zonas del astrocito son pura casualidad, «estocásticos». No es un error de la naturaleza, sino un sistema de filtrado sutil: solo perdurarán las conexiones que reciban su dosis de apoyo químico en el momento oportuno. Lo demás se olvidará.

Las observaciones muestran que la respuesta global del astrocito a la actividad neuronal es potente, pero inútil para la memoria. Solo el caos localizado da el resultado necesario. Pero no es tan sencillo: los experimentos se realizaron con ratones, y el cerebro humano es aún más complejo. No está claro si este mecanismo funciona igual en las personas. También queda por responder de dónde surge ese carácter aleatorio de la actividad propia de los astrocitos y cómo se puede regular.

Los científicos ya planean ampliar el alcance de sus investigaciones: estudiar otras regiones del cerebro, averiguar cómo afecta el caos de los astrocitos a otros tipos de memoria e investigar qué alteraciones podrían aparecer en el alzhéimer y otras formas de demencia. Si la hipótesis es correcta, al corregir ese caos se podría intentar recuperar la memoria perdida. Esta idea podría convertirse en un avance médico sensacional en el futuro.

En definitiva, el tópico de que «todo depende de las neuronas» queda atrás. Resulta que nuestra capacidad para conservar recuerdos depende no solo del arduo trabajo de las células nerviosas, sino también del azar descarado: el trabajo de unas células que durante mucho tiempo se consideraron las hermanas pobres del cerebro.