Avances en el conocimiento de los mecanismos cerebrales de activación neuronal que hacen posible el aprendizaje

Desde los tiempos de Ramón y Cajal se sabe que las células nerviosas (las neuronas) se comunican entre sí en zonas específicas de las membranas biológicas que las recubren denominadas sinapsis. Estas sinapsis representan los puntos más sensibles del cerebro, ya que en ellas actúan la mayoría de los fármacos y sustancias psicoactivas que afectan el funcionamiento cerebral. Así mismo, las sinapsis modifican sus capacidades funcionales según la actividad cerebral en todos los procesos relacionados con el aprendizaje y la memoria.

Ilustración de una activación transsináptica en el circuito del hipocampo.

Desde los años 70 del pasado siglo se acepta que el mecanismo funcional mediante el cual las sinapsis cambian sus capacidades funcionales es la denominada potenciación a largo plazo, mediante el cual una sinapsis determinada puede incrementar su respuesta a una determinada activación a fin de potenciar su actividad.

La potenciación a largo plazo se puede inducir experimentalmente activando las neuronas que proyectan sobre otro grupo de células nerviosas mediante estímulos eléctricos y/o químicos. Hasta ahora se había supuesto que este efecto potenciador se limitaba a las neuronas en inmediato contacto con las neuronas activadas. Sin embargo, en un estudio reciente realizado por investigadores de la División de Neurociencias de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla, se ha podido demostrar que este efecto potenciador se puede propagar a otras neuronas situadas a más de una sinapsis de las células nerviosas estimuladas.

“Este descubrimiento tiene una importante y doble consecuencia funcional. En primer lugar, porque confirma que el mecanismo de la potenciación a largo plazo es un proceso realmente fisiológico presente en el cerebro de los vertebrados y, en segundo lugar, porque puede ayudar a conocer la secuencia de neuronas activadas a lo largo de los circuitos cerebrales durante el proceso de aprendizaje y de su almacenamiento cerebral en forma de memoria”, explica el investigador José María Delgado. Conviene indicar que el estudio ha sido realizado en neuronas localizadas en el circuito del hipocampo, una estructura cerebral relacionada con los procesos de aprendizaje y memoria.

En definitiva, estos resultados sugieren la presencia de potenciación a largo plazo inducida en condiciones fisiológicas, en sinapsis no activadas directamente de forma experimental. “En consecuencia, este hallazgo proporciona una nueva herramienta sólida para el estudio de cómo se procesan los mecanismos de aprendizaje y memoria en el cerebro vivo”, declara José María Delgado.

Referencia bibliografía:

M.T. Romero-Barragán, A. Gruart y J.M. Delgado-García. Transsynaptic long-term potentiation in the hippocampus of behaving mice. Frontiers in Synaptic Neuroscience (January 2022).  https://doi.org/10.3389/fnsyn.2021.811806