Salta el menú de navegació i ves al contingut

EROSKI CONSUMER, el diari del consumidor

Cercador

logotip de fundació

Canals d’EROSKI CONSUMER


Estàs en la següent localització: Portada > Salut i psicologia > Recerca mèdica

Aquest text ha estat traduït per un sistema de traducció automàtica. Més informació, aquí.

Cervell i aprenentatge

Experts confirmen que el cervell aprèn reforçant les connexions entre les neurones

Com arxiva el cervell les dades que li interessen? Com els relaciona entre si? Com sap que ha de recuperar-los en un determinat moment i no en uns altres? Són preguntes que els investigadors encara estan lluny de respondre. Però temps al temps. D’antuvi, cada vegada se sap més sobre un dels mecanismes més bàsics de tot el procés, la potenciació de les connexions entre neurones. Després de dècades d’intents fallits per part de la comunitat científica, un grup d’investigadors espanyols ha demostrat que aquest fenomen efectivament es dona en viu i que té conseqüències en el comportament. El seu treball forma part de les deu troballes més importants de l’any, seleccionats per la revista Science.

«Des de l’època de Ramón y Cajal se suposava que els llocs on fan contacte unes cèl·lules nervioses amb unes altres, denominats sinapsis, és on ocorren els canvis estructurals del cervell que acompanyen als processos d’aprenentatge i memòria», expliquen els investigadors de la Divisió de Neurociencias de la Universitat Pablo d’Olavide Agnés Gruart i José María Delgado García, autors del treball juntament amb la investigadora de l’Hospital Ramón y Cajal de Madrid, María Dolores Muñoz. Les sinapsis, no obstant això, no són estructures fixes, inamovibles. Una vegada formades, la seva intensitat pot variar i, fins i tot, poden desfer-se i formar-se de nou en funció de canvis fisiològics en l’organisme.

Potenciació a llarg termini

Un canvi ben conegut en les sinapsis és la potenciació a llarg termini (LTP, en les seves sigles angleses). Ja en els anys setanta es va descobrir que és possible augmentar artificialment la intensitat dels contactes sinápticos de neurones de l’hipocamp -un àrea del cervell implicada en la memòria- quan s’aplica a les pròpies neurones un cert estímul elèctric, i es va avançar la hipòtesi que aquest canvi és similar al que ocorre naturalment quan es memoritza o aprèn alguna cosa (l’aprenentatge és una de les cares de la memòria, o viceversa). A més, estudis posteriors van provar que quan s’administrava als animals fàrmacs que impedien la LTP, aquests eren incapaces d’aprendre noves tasques. No obstant això, una de les prediccions de la teoria que vincula la LTP amb la memòria i l’aprenentatge ha resultat molt difícil de demostrar: que hauria de poder-se observar la potenciació a llarg termini de les connexions entre les neurones de l’hipocamp quan l’animal està aprenent alguna cosa.

La potenciació artificial del contacte entre sinapsi, on fan contacte unes cèl·lules nervioses amb unes altres, impedeix l’aprenentatge

I això és just el que ha aconseguit el grup de Gruart, que va publicar el seu treball al gener de 2005 en la revista Journal of Neuroscience. Els investigadors van treballar amb ratolins vius als quals van inserir finíssims elèctrodes en àrees de l’hipocamp, que registraven activitat de diverses milers de sinapsis. Després, van sotmetre als animals a l’aprenentatge d’una tasca. En concret, els ratolins aprenien a tancar la parpella en escoltar un determinat so, perquè després arribava un bufo d’aire. Els científics van poder registrar els canvis d’intensitat entre les sinapsis de les àrees de l’hipocamp a mesura que els ratolins aprenien la tasca. De la mateixa manera, quan passaven temps sense practicar-la es detectava pèrdua d’activitat en les sinapsis. «És un procés lent i simètric», explica Delgado García. «Els ratolins triguen uns cinc o deu dies a aprendre, i el mateix temps a afeblir-se les sinapsis quan la tasca deixa de realitzar-se».

NMDA

Una altra fase del treball va ser comprovar una altra hipòtesi: que la potenciació artificial del contacte entre sinapsi impedeix l’aprenentatge, «perquè les sinapsis estan saturades, no es poden potenciar més de manera natural», explica Delgado-García. Quan es potencia artificialment el contacte entre les sinapsis, amb LTP, les connexions augmenten d’intensitat diversos centenars de vegades, mentre que quan el procés ocorre de forma natural, durant l’aprenentatge, l’augment és de l’ordre de desenes de vegades. Per això la teoria diu que si un ratolí tracta d’aprendre mentre un investigador potencia artificialment les seves sinapsis, no ho aconseguirà perquè, simplement, les seves connexions ja estan de gom a gom. Efectivament això és el que van veure els investigadors espanyols: «Si s’indueix potenciació a llarg termini de forma experimental es pertorba de tal manera la potenciació natural o fisiològica que és impossible aprendre», escriuen.

Finalment, els investigadors es van concentrar en una molècula anomenada NMDA, que està en la membrana de molts tipus de neurones i que actua com a porta d’entrada en la neurona de l’aminoàcid glutamato. Se sabia que el procés de potenciació a llarg termini ocorre mitjançant l’activació d’aquest receptor NMDA, així que, si tot és correcte, un compost blocador de NMDA hauria d’interferir en l’aprenentatge. Bingo: Gruart, Delgado-García i Muñoz, «com tancant l’última baula d’una cadena de coneixements fragmentats», van veure que «si es bloqueja mitjançant productes químics selectius el receptor tipus NMDA s’impedeix l’aprenentatge en els ratolins i també la potenciació dels contactes sinápticos de les neurones».

Per què hi ha hagut que esperar des dels anys setanta fins ara per confirmar que eren correctes les hipòtesis sobre el paper de la LTP i la memòria? «Fer aquests estudis en viu no és fàcil», assenyala Delgado-García. Fins ara els estudis de LTP es feien amb estudis histológicos o en preparacions in vitro, no en animals als quals és possible sotmetre a tasques d’aprenentatge durant mesos, com en aquest cas. No en va els investigadors atribueixen el seu èxit «en gran part, a les enginyoses tècniques de microestimulación i de registre elèctric» que han desenvolupat prèviament.

MÉS TROBALLES DE L'ANY

Img microscopio1
L’any passat va haver-hi més troballes relacionades amb la memòria i la LTP destacats per Science. Per exemple, a l’agost, un altre grup de recerca -dirigit per Jonathan R. Whitlock de l’Howard Hughes Medical Institute- va descriure LTP en l’hipocamp de rates que havien après a evitar una zona en la qual prèviament havien rebut una descàrrega elèctrica. I aquest mateix mes, un altre grup atacava i demostrava una altra predicció: que si s’elimina la LTP després que s’hagi produït l’aprenentatge s’esborra l’après. Els investigadors van injectar un compost que bloqueja un enzim necessari per la LTP en l’hipocamp de rates que prèviament havien après també a evitar una zona on se’ls administrava corrent, i, tal com es preveia, els animals van oblidar aquest aprenentatge.

No obstant això, Science adverteix: «Els nous resultats afegeixen evidències a favor de la idea que la LTP és un mecanisme molecular de la memòria, però encara queda molt treball per fer. Per exemple, els investigadors encara no han descobert com es relacionen amb els diferents tipus de memòria les moltes formes de LTP identificades en teixit cerebral». D’antuvi, el grup d’Agnés Gruart i José María Delgado García, de la Universitat Pablo d’Olavide, han seguit treballant, però aquesta vegada amb ratolins transgènics. En col·laboració amb la investigadora italiana Liliana Minichiello, del Laboratori Europeu de Biologia Molecular (EMBL), han desenvolupat 40 ratolins transgènics als quals falta el gen d’un receptor neuronal que resulta clau per la LTP (un altre diferent del NMDA). Aquests animals no poden aprendre, segons s’explica en el treball que acaba de publicar-se en la revista Learning and Memory.

Et pot interessar:

Infografies | Fotografies | Investigacions