La plasticidad sináptica del cerebro resulta fundamental para el aprendizaje y la adaptación. Las neuronas modulan la eficacia de la transmisión de información a través de las sinapsis (los puntos de contacto entre dos neuronas), un fenómeno que constituye la base de la memorización. El equipo de Daniel Choquet, del Instituto Interdisciplinario de Neurociencias de la Universidad de Burdeos, ha descubierto ahora en el hipocampo (una región clave para algunas formas de la memoria) el papel crucial de la movilidad de los neurorreceptores (los receptores de los neurotransmisores) situados fuera de las sinapsis.
Hace unos 15 años, Daniel Choquet y sus colaboradores observaron que los neurorreceptores no se hallan inmóviles en la superficie de las neuronas, sino que se desplazan siguiendo un movimiento browniano (aleatorio). Con el fin de verificar su función en la plasticidad sináptica, los investigadores desarrollaron herramientas moleculares para controlar el movimiento de estos receptores en cortes del hipocampo en cultivo. También estudiaron las consecuencias de inmovilizar los receptores fuera de las sinapsis mediante métodos químicos, electrofisiología y técnicas neuroimagen. «Hemos demostrado que si los receptores no se desplazan no existe una modulación a corto o medio plazo de la eficacia de las sinapsis y, por lo tanto, de su refuerzo. Todas las fases de plasticidad desaparecen», explica Daniel Choquet.
Estos experimentos también permitieron distinguir dos vías de reclutamiento de los receptores. Al principio, los que ya están presentes en la superficie celular se mueven con rapidez; después se liberan a la superficie otros que se hallaban almacenados dentro de la célula mediante un procesos denominado exocitosis: pequeñas vesículas que llevan estos receptores en su membrana se fusionan con la membrana celular y, de este modo, insertan en ella sus proteínas de membrana.
Los autores también investigaron cómo afectaba la inhibición de los receptores en el aprendizaje en ratones. Colocaron a un animal en un entorno con un estímulo negativo que le provocaba miedo. Luego, unos días más tarde, volvieron a situarlo en el mismo entorno, pero esta vez sin el estímulo. «Por lo general, los ratones mantienen el recuerdo del estímulo negativo. Cuando vuelven al mismo lugar unos días después de la primera exposición, muestran inquietud y se detienen. Pero si se impide antes el movimiento de los receptores, los ratones no se detienen: la primera reacción al estímulo negativo sí se presenta, pero su recuerdo no se conserva», detalla Daniel Choquet.
Este trabajo allana el camino a la hora de identificar nuevos mecanismos de aprendizaje en otras áreas del cerebro. «También nos aporta pistas sobre cómo neutralizar los recuerdos traumáticos, como los de las víctimas de atentados, mediante la manipulación del movimiento de los receptores; o, por el contrario, para contrarrestar la falta de memoria en los pacientes de alzhéimer, en quienes la pérdida de plasticidad sináptica constituye uno de los primeros síntomas», apunta el investigador.
Noëlle Guillon / Pour la Science
Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con el permiso de Pour la Science.
Referencia: «Hippocampal LTP and contextual learning require surface diffusion of AMPA receptors». A. C. Penn et al. en Nature, nº 549, págs. 384-388, septiembre de 2017.
