Cuando te quedas dormido, es fácil imaginar que tu cerebro se apaga, pero la investigación de la Universidad de Michigan sugiere que los grupos de neuronas activadas durante el aprendizaje previo siguen tarareando, tatuando recuerdos en tu cerebro.
Los investigadores de la U-M han estado estudiando cómo se forman y almacenan en ratones los recuerdos asociados con un evento sensorial específico. En un estudio realizado antes de la pandemia de coronavirus y publicado recientemente en Nature Communications, los investigadores examinaron cómo se formaba un recuerdo aterrador en relación con un estímulo visual específico.
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Cuando dormimos conectamos los estímulos diarios a nuestra memoria
Descubrieron que las neuronas activadas por el estímulo visual no solo se mantenían más activas durante el sueño posterior, sino que el sueño es vital para su capacidad de conectar la memoria del miedo con el evento sensorial.
Investigaciones anteriores han demostrado que las regiones del cerebro que son muy activas durante el aprendizaje intensivo tienden a mostrar más actividad durante el sueño posterior. Pero lo que no estaba claro era si esta “reactivación” de los recuerdos durante el sueño debe ocurrir para almacenar completamente la memoria del material recién aprendido.
“Parte de lo que queríamos comprender era si existe comunicación entre las partes del cerebro que median en la memoria del miedo y las neuronas específicas que median en la memoria sensorial a la que está vinculado el miedo. ¿Cómo se comunican entre sí y cómo deben hacerlo? Entonces, ¿durante el sueño? Realmente nos gustaría saber qué está facilitando ese proceso de hacer una nueva asociación, como un conjunto particular de neuronas o una etapa particular del sueño“, dice Sara Aton, autora principal del estudio y profesora de la UM. Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo. “Pero durante mucho tiempo, realmente no hubo forma de probar esto experimentalmente“.
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Ahora, los investigadores tienen las herramientas para etiquetar genéticamente las células que se activan mediante una experiencia durante un período de tiempo específico. Centrándose en un conjunto específico de neuronas en la corteza visual primaria, Aton y la autora principal del estudio, la estudiante graduada Brittany Clawson, crearon una prueba de memoria visual. Mostraron a un grupo de ratones una imagen neutra y expresaron genes en las neuronas de la corteza visual activadas por la imagen.
Para verificar que estas neuronas registraron la imagen neutra, Aton y su equipo probaron si podían instigar la memoria del estímulo de la imagen activando selectivamente las neuronas sin mostrarles la imagen. Cuando activaron las neuronas y emparejaron esa activación con un golpe leve en el pie, descubrieron que sus sujetos posteriormente tendrían miedo a los estímulos visuales que parecían similares a la imagen que codifican esas células. Descubrieron que lo contrario también era cierto: después de emparejar el estímulo visual con una descarga en el pie, sus sujetos responderían posteriormente con miedo a reactivar las neuronas.
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“Básicamente, el precepto del estímulo visual y el precepto de esta activación completamente artificial de las neuronas generaron la misma respuesta“, matiza Aton.
Los investigadores encontraron que cuando interrumpieron el sueño después de mostrarles una imagen a los sujetos y de haberles dado un ligero golpe en el pie, no hubo miedo asociado con el estímulo visual. Aquellos con sueño no manipulado aprendieron a temer el estímulo visual específico que se había emparejado con el choque del pie.
“Descubrimos que estos ratones en realidad tenían miedo de cada estímulo visual que les mostramos“, dijo Aton. “Desde el momento en que van a la cámara donde se presentan los estímulos visuales, parecen saber que hay una razón para sentir miedo, pero no saben a qué tienen miedo específicamente“.
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Esto probablemente muestra que, para que puedan hacer una asociación precisa del miedo con un estímulo visual, deben tener una reactivación asociada al sueño de las neuronas que codifican ese estímulo en la corteza sensorial, según Aton. Esto permite generar una memoria específica para esa señal visual. Los investigadores piensan que, al mismo tiempo, esa área cortical sensorial debe comunicarse con otras estructuras cerebrales, para casar el aspecto sensorial de la memoria con el aspecto emocional.
Aton dice que sus hallazgos podrían tener implicaciones sobre cómo se entienden la ansiedad y el trastorno de estrés postraumático.
“Para mí, esta es una especie de pista que dice, si estás relacionando el miedo con algún evento muy específico durante el sueño, la interrupción del sueño puede afectar este proceso. En ausencia de sueño, el cerebro parece manejar el procesamiento del hecho de que estás tiene miedo, pero es posible que no pueda relacionar eso con aquello a lo que debe temer específicamente“, dijo Aton. “Ese proceso de especificación puede fallar con el TEPT o la ansiedad generalizada“.
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Fuente y Referencia
Fuente: Universidad de Michigan escrito por Morgan Sherburne
Referencia del estudio:
Brittany C. Clawson, Emily J. Pickup, Amy Ensing, Laura Geneseo, James Shaver, John Gonzalez-Amoretti, Meiling Zhao, A. Kane York, Femke Roig Kuhn, Kevin Swift, Jessy D. Martinez, Lijing Wang, Sha Jiang, Sara J. Aton. Causal role for sleep-dependent reactivation of learning-activated sensory ensembles for fear memory consolidation. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-21471-2
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