Los neurocientíficos de la University of Texas Health Science Center en Houston (UTHealth), han logrado revertir la pérdida de memoria de las células nerviosas de un caracol de mar reincidiendo en programas de entrenamiento optimizados.

Esto puede ser un paso importante para ayudar a las personas con pérdida de la memoria vinculada a trastornos cerebrales como la enfermedad de Alzheimer, sugieren los investigadores.

“Aunque queda mucho por hacer, hemos demostrado la viabilidad de nuestra nueva estrategia ayudando a superar los déficits de memoria.”

Este último estudio se basa en una investigación de 2012 realizado por John “Jack” Byrne, autor principal del estudio, que fue pionero en esta estrategia de mejoramiento de la memoria. También es director del Centro W.M. Keck para la Neurobiología del Aprendizaje y la Memoria y presidente del Departamento de Neurobiología y Anatomía de la Facultad de Medicina de UTHealth.

En este estudio se mostró un aumento significativo de la memoria a largo plazo en los caracoles de mar sanos, llamados Aplysia californica, un animal que tiene un sistema nervioso simple, pero cuyas células tienen propiedades similares a otras especies más avanzadas, incluyendo a nosotros los humanos.

Un modelo matemático de aprendizaje de primer orden

Yili Zhang, co-autor principal del estudio y científico investigador en la Escuela de Medicina de UTHealth, desarrolló un sofisticado modelo matemático capaz de predecir cuando los procesos bioquímicos del cerebro del caracol estaban preparados para aprender. Su modelo está basado en una programación de cinco sesiones de entrenamiento a diferentes intervalos de tiempo, de 5 a 50 minutos. Puede generar hasta 10.000 programas diferentes y determinar el más idóneo para un óptimo aprendizaje.

“La cuestión sobre del seguimiento lógico era si se podía utilizar la misma estrategia para superar un déficit en la memoria”, abordó Byrne. “La memoria se debe a un cambio en la fuerza de las conexiones entre las neuronas. En muchas enfermedades asociadas con un déficit de memoria, este cambio está bloqueado.”

Para comprobar si su estrategia ayudaría respecto a la pérdida de memoria, Rong-Yu Liu, co-autor y científico investigador en la Escuela de Medicina de UTHealth, simuló un trastorno cerebral en un cultivo celular cogiendo células sensoriales de caracoles de mar y bloqueó la actividad del gen que produce la proteína de la memoria. Esto dio lugar a un deterioro significativo en la fuerza de las conexiones neuronales, responsables de la memoria a largo plazo.

Al imitar las sesiones de entrenamiento, dichas células se administraron con un químico en los intervalos prescritos por el modelo matemático. Después de cinco sesiones de entrenamiento, que igual que en el estudio anterior fueron a intervalos irregulares, la fuerza de las conexiones de las células deterioradas volvió a ser casi normal.

“Esta metodología podría aplicarse en humanos si podemos identificar esos mismos procesos bioquímicos. Nuestros resultados sugieren una nueva estrategia para el tratamiento del deterioro cognitivo. Los modelos matemáticos pueden ayudar a diseñar terapias que optimicen la combinación de protocolos de entrenamiento junto a los tratamientos tradicionales con drogas”, señaló Byrne.

Y añadió: “La combinación de ambos podría mejorar la eficacia de los fármacos, mientras se compensa en parte, las limitaciones o efectos secundarios indeseables de los medicamentos. Estos dos enfoques, es probable que sean más efectivos juntos que por separado, y pueden tener amplias competencias en el tratamiento de personas con problemas de aprendizaje y la memoria.”

– Fuente: R.-Y. Liu et al., Deficit in Long-Term Synaptic Plasticity Is Rescued by a Computationally Predicted Stimulus Protocol, Journal of Neuroscience, 2013, DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0643-13.2013.
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