Alzheimer: el cerebro confunde recuerdos mientras descansa

Investigaciones recientes sugirieron que los problemas de memoria en la enfermedad de Alzheimer podrían estar vinculados a un fallo en la forma en que el cerebro repite experiencias recientes durante el descanso. Este estudio, realizado en ratones por científicos de University College London (UCL), indicó un proceso cerebral interrumpido que normalmente ayuda a fortalecer y preservar los recuerdos.

Los investigadores afirmaron que sus hallazgos, publicados en Current Biology, podrían apoyar el desarrollo de futuros tratamientos farmacológicos que apunten a este proceso defectuoso. El trabajo también podría guiar la creación de nuevas herramientas para detectar el Alzheimer antes de lo que es posible actualmente.

Entendiendo cómo el Alzheimer interrumpe las células cerebrales

La coautora principal, Dr. Sarah Shipley de UCL, explicó que la enfermedad de Alzheimer se debe a la acumulación de proteínas dañinas y placas en el cerebro. Estos cambios conducen a síntomas como la pérdida de memoria y la dificultad para navegar en entornos familiares, pero aún no se comprenden completamente las formas precisas en que estas placas interfieren con la actividad cerebral normal.

"La enfermedad de Alzheimer es causada por la acumulación de proteínas y placas dañinas en el cerebro, lo que conduce a síntomas como la pérdida de memoria y la navegación dificultosa; sin embargo, no se comprende bien cómo estas placas interrumpen los procesos cerebrales normales. Queríamos entender cómo la función de las células cerebrales cambia a medida que la enfermedad avanza, para identificar qué está impulsando estos síntomas. Cuando descansamos, nuestros cerebros normalmente repiten experiencias recientes; esto se considera clave para la formación y el mantenimiento de los recuerdos. Descubrimos que este proceso de repetición está interrumpido en ratones diseñados para desarrollar las placas amiloides características del Alzheimer, y esta interrupción está asociada con el rendimiento de los animales en tareas de memoria.

Cómo el cerebro repite recuerdos

Esta actividad de repetición tiene lugar en el hipocampo, una región del cerebro esencial para el aprendizaje y la memoria. Durante el descanso, neuronas específicas conocidas como células de lugar se activan en secuencias rápidas que reflejan experiencias recientes.

Las células de lugar, descubiertas por el neurocientífico de UCL y premio Nobel Professor John O'Keefe, son neuronas que corresponden a ubicaciones particulares. A medida que una persona o un animal se mueve por un espacio, diferentes células de lugar se activan en un orden específico. Más tarde, durante el descanso, esas mismas células suelen reactivarse en la misma secuencia, ayudando al cerebro a almacenar la experiencia como un recuerdo.

Seguimiento de la actividad cerebral durante las tareas de memoria

Para estudiar este proceso, los investigadores evaluaron cómo los ratones se desempeñaban en un laberinto simple mientras registraban la actividad cerebral al mismo tiempo. Utilizando electrodos especializados, pudieron monitorear aproximadamente 100 células de lugar individuales simultáneamente mientras los animales exploraban y luego descansaban.

Este enfoque permitió al equipo comparar patrones de repetición cerebral normales con los observados en ratones que habían desarrollado patología amiloide asociada con la enfermedad de Alzheimer.

Repetición desorganizada y señales de memoria que se desvanecen

En los ratones con placas amiloides, la repetición de la memoria se veía muy diferente. Los eventos de repetición ocurrían con la misma frecuencia que en los ratones sanos, pero los patrones subyacentes ya no estaban organizados. En lugar de reforzar los recuerdos, la actividad coordinada de las células de lugar se volvió confusa.

Los investigadores también observaron que las células de lugar en los ratones afectados se volvían menos estables con el tiempo. Las neuronas individuales dejaron de representar de manera confiable las mismas ubicaciones, especialmente después de los períodos de descanso, que son normalmente cuando la repetición debería fortalecer las señales de memoria.

Disminución del rendimiento en memoria en ratones afectados

Estos cambios tuvieron efectos conductuales claros. Los ratones con repetición interrumpida se desempeñaron peor en el laberinto, revisitando frecuentemente caminos que ya habían explorado y pareciendo incapaces de recordar dónde habían estado.

El coautor principal, Professor Caswell Barry de UCL, afirmó que el estudio revela un fallo en la consolidación de la memoria que puede observarse a nivel de neuronas individuales. "Hemos descubierto una ruptura en cómo el cerebro consolida los recuerdos, visible a nivel de neuronas individuales. Lo notable es que los eventos de repetición aún ocurren, pero han perdido su estructura normal. No es que el cerebro deje de intentar consolidar recuerdos; el proceso en sí ha fallado.

Implicaciones para la detección y el tratamiento temprano

El Professor Barry añadió que estos hallazgos podrían ayudar a los investigadores a identificar el Alzheimer más temprano o desarrollar tratamientos que se centren en restaurar la actividad de repetición normal. "Esperamos que nuestros hallazgos puedan ayudar a desarrollar pruebas para detectar el Alzheimer de manera temprana, antes de que se produzcan daños extensos, o llevar a nuevos tratamientos que apunten a este proceso de repetición. Ahora estamos investigando si podemos manipular la repetición a través del neurotransmisor acetilcolina, que ya es un objetivo de los medicamentos utilizados para tratar los síntomas del Alzheimer. Al comprender mejor el mecanismo, esperamos hacer que dichos tratamientos sean más efectivos.

La investigación fue realizada por científicos de las Facultades de Ciencias de la Vida y Ciencias del Cerebro de UCL, con el apoyo de Cambridge Trust, Wellcome y Masonic Charitable Foundation.