Mapeando los espacios en blanco del laberinto

Durante el aprendizaje, la nueva información se transforma en memoria mediante el procesamiento y codificación en circuitos neurales. En una investigación reciente se ha revelado un nuevo rol para los interneuronas inhibitorias en el hipocampo de ratas durante la formación de memoria espacial.

Durante el aprendizaje espacial, el espacio es representado en el hipocampo a través de cambios plásticos en las conexiones entre neuronas. El equipo científico investigó el aprendizaje espacial en ratas usando estructuras de laberinto. Dichas estructuras contienen muchos agujeros, algunos de los cuales son seleccionados para esconder comida, con el fin de comprobar la memoria espacial. Durante los ensayos de aprendizaje, los animales aprenden donde están localizadas las recompensas, y tras un periodo de sueño, los investigadores prueban si el animal puede recordar las localizaciones de las recompensas. En trabajos previos, se mostró que la memoria de espacio es codificada en el hipocampo a través de cambios en el disparador de células piramidales excitatorias, llamadas "células de lugar". Dichas células se activan cuando el animal llega a una localización particular. Normalmente, las células de lugar siempre se activan en el mismo lugar de un entorno, sin embargo, durante el aprendizaje espacial, el lugar de activación puede cambiar para codificar donde se encontró la recompensa, formando mapas de memoria.

En su nuevo trabajo, los científicos investigaron la escala de tiempo de la formación de mapas, mostrando que durante el aprendizaje espacial, los mapas de neuronas piramidales representan previas y nuevas localizaciones de recompensa "parpadean", con ambos patrones de activación sucediendo. Al principio, los antiguos y nuevos mapas fluctúan, ya que el animal no está seguro si el cambio de localización es transitorio o duradero. En posteriores etapas, el nuevo mapa y la información relevante son dominantes.

Los científicos también investigaron la contribución de los circuitos de interneuronas inhibitorias para aprender. Se mostró que estas interneuronas, las cuales están ampliamente interconectadas con las células piramidales, cambiando sus tasas de actividad durante la formación de mapas y parpadeo: algunas interneuronas se activan más a menudo cuando se activa el nuevo mapa piramidal, cuando otras se activan menos con el nuevo mala. Estos cambios en la activación de interneuronas solo fueron observados durante el aprendizaje, no durante el sueño o recuerdo. Los científicos también mostraron que los cambios en la tasa de activación son debidos a cambios específicos del mapa en conexiones entre células piramidales e interneuronas. Cuando una célula piramidal es parte de un nuevo mapa, el refuerzo de una conexión con una interneurona causa un incremento en la activación de esta interneurona. A la inversa, cuando una célula piramidal no es parte de un nuevo mapa, el debilitamiento de la conexión con la interneurona causa un decrecimiento en la tasa de activación de la interneurona. Ambos, el crecimiento y el decrecimiento en la tasa de activación puede ser beneficiosos para el aprendizaje, permitiendo la regulación de la plasticidad entre células piramidales y controlando el tiempo de su activación.

Por tanto, esta nueva investigación muestra que no solo las neuronas excitatorias modifican su comportamiento y exhiben conexiones plásticas durante el aprendizaje, sino también los circuitos de interneuronas inhibitorias. Los investigadores sugieren que las interneuronas inhibitorias pueden estar involucradas en la selección de mapas, ayudando a un mapa a dominar y tomar el control durante el aprendizaje, para que la información pertinente sea codificada.

Via IST