Un estudio del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC identifica un circuito cerebral clave para la memoria espacial

ALICANTE, 14 Abr. (EUROPA PRESS) -

Un estudio en modelos animales liderado por el Instituto de Neurociencias (IN), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) de Alicante, ha identificado un circuito cerebral "fundamental" para la memoria espacial.

El trabajo, publicado en 'Cell Reports', describe por primera vez una conexión entre los dos hemisferios del hipocampo: las neuronas de la región CA1 del hemisferio derecho envían proyecciones a la parte más baja (subículo) de la formación hipocampal en el hemisferio izquierdo. Los resultados demuestran que esta comunicación es necesaria para orientarse y recordar ubicaciones, según han informado el CSIC y la institución académica.

El hipocampo es una de las principales regiones del cerebro, directamente relacionada con el funcionamiento de la memoria y las emociones. "Sabíamos que es clave para la memoria, pero no entendíamos bien cómo se comunican sus dos hemisferios. En este trabajo identificamos una vía concreta y demostramos que es necesaria para funciones cognitivas fundamentales", ha explicado Félix Leroy, investigador principal del estudio y director del laboratorio Cognición e Interacciones Sociales del Instituto de Neurociencias.

El cerebro está dividido en dos hemisferios que procesan la información "de forma parcialmente especializada", pero necesitan coordinarse "constantemente". Sin embargo, las conexiones específicas que permiten esa comunicación en regiones implicadas en la memoria, como el hipocampo, son en gran parte "desconocidas", han detallado.

En este trabajo, el equipo ha identificado una de esas conexiones: una proyección neuronal que conecta el CA1 del hemisferio derecho con el subículo del hemisferio izquierdo. Para ello, los investigadores utilizaron técnicas de trazado neuronal que permiten seguir el recorrido de las conexiones entre neuronas.

"Este circuito actúa como un puente entre las dos regiones y permite integrar la información necesaria para orientarnos y recordar dónde están las cosas", ha señalado Noelia Sofía de León Reyes, primera autora del estudio.

BLOQUEO SELECTIVO DE LA CONEXIÓN

Para comprobar la función de este circuito, los investigadores utilizaron herramientas optogenéticas, que permiten controlar la actividad de neuronas específicas mediante luz. De este modo, pudieron bloquear selectivamente esta conexión en ratones y observar sus efectos en el comportamiento.

Los resultados muestran que, al interrumpir esta comunicación entre hemisferios, los ratones presentan "dificultades" para recordar la localización de objetos y para tomar decisiones en tareas que requieren memoria espacial. Sin embargo, otras funciones, como la ansiedad o el reconocimiento de objetos, permanecen "intactas". "Esto nos indica que esta conexión no es solo estructural, sino que tiene una función muy específica en la memoria espacial", ha añadido Leroy.

El equipo también estudió esta conexión en un modelo de ratón con una alteración genética equivalente a la deleción 22q11.2, una condición humana que incrementa "significativamente" el riesgo de desarrollar esquizofrenia y otros trastornos neuropsiquiátricos.

En estos animales, los investigadores observaron tanto déficits en memoria espacial como una reducción de las conexiones entre hemisferios en el hipocampo. Además, aunque la alteración está presente en ambos sexos, los machos mostraron déficits "más pronunciados" en algunas pruebas.

"Observamos que cuando este circuito está alterado, también lo está la capacidad de orientarse y recordar. Esto sugiere que la desconexión entre hemisferios podría contribuir a los problemas cognitivos en trastornos psiquiátricos", ha añadido De León Reyes. Los resultados aportan una nueva pieza para entender cómo el cerebro integra la información entre hemisferios y cómo su alteración puede dar lugar a déficits cognitivos.

IMPLICACIONES A LARGO PLAZO

Además, los autores señalan que este hallazgo podría tener implicaciones a largo plazo en el ámbito clínico. "Este tipo de conexiones podría estudiarse en humanos mediante técnicas de neuroimagen, como la tractografía, combinadas con pruebas cognitivas", ha añadido Leroy y ha avanzado que, "a largo plazo, esto podría contribuir al desarrollo de nuevas estrategias para detectar alteraciones cerebrales asociadas a trastornos como la esquizofrenia".

El trabajo combina distintas aproximaciones experimentales en ratones para identificar y analizar este circuito cerebral. El estudio contó con la colaboración del laboratorio de Marta Nieto, del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC); Joseph A. Gogos, de la Universidad de Columbia (Estados Unidos) y la experta del IN-CSIC-UMH Cristina García Frigola.

Este trabajo forma parte del proyecto MotivatedBehaviors (H2020 ERC-STG/0784, nº 949652), financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC). Además, ha sido posible gracias a la financiación del Programa Severo Ochoa para Centros de Excelencia de la Agencia Estatal de Investigación - Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, la Generalitat Valenciana, la Fundación ''la Caixa'', la Fundación Severo Ochoa y el Instituto Nacional de Salud Mental de los Estados Unidos (NIMH).