Un paso más en el estudio de la relación entre el sueño y la memoria

Uno de los temas recurrentes en el blog es el sueño. Esta misma semana, ya le dediqué una entrada. Me interesa mucho. Por suerte, tuve la oportunidad de acercarme con cierto detalle al tema en mi tesis, que utilizaba la privación de sueño como herramienta para producir déficit temporal de memoria. Si el estudio del que vengo a hablar hubiera salido un año antes, quizá la historia se hubiera interpretado de otro modo.

Un grupo de la Universidad de Pensilvania publicó ya en 2009 un artículo en el que identificaban la vía de señalización del AMPc como clave en los problemas de memoria tras privación de sueño 1. Demostraron que el aumento de AMPc en el cerebro de ratones privados de sueño impedía la aparición de sus efectos. Lo relevante de este nuevo estudio es el descubrimiento de que estos efectos están mediados por una pequeña red de neuronas situada en el hipocampo.

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Los autores, liderados por Robbert Havekes, intuían que esta región debía estar implicada de alguna forma, dada la importancia que tiene en la memoria. Para poner su hipótesis a prueba, el primer paso fue decidir centrarse en las neuronas excitatorias, debido (1) a su importancia en la transmisión de señales y (2) a que su funcionamiento depende de la señalización por AMPc. La ventaja de este estudio con respecto a anteriores es que hasta ahora no había sido capaces de aumentar los niveles de AMPc en una región delimitada, pero se sobrevino este obstáculo con una aproximación farmacogenética, mezclado la modificación genética con la administración de fármacos.

Crearon un virus no patógeno que contuviera el gen que codifica para el receptor de la proteína octopamina, de la cual se sabe que a pesar de no estar presente de forma natural en el cerebro de los ratones, dispara la vía de activación del AMPc en la mosca de la fruta. Los investigadores inyectaron el virus en el hipocampo de los ratones de forma que las neuronas excitatorias expresaran el receptor de octopamina únicamente en esa región. Posteriormente, una inyección de octopamina sirvió para demostrar que sólo las neuronas excitatorias del hipocampo estaban sobreexpresando AMPc. De esta forma podían manipular las vías de AMPc que ya sabían implicadas en el deterioro de memoria inducido por privación de sueño pero en un circuito de neuronas concreto.

Examinaron a los ratones en una tarea de reconocimiento de lugar (memoria espacial) que serviría como línea base. Después, dividieron a los animales en varios grupos: unos recibieron la inyección de octopamina y otros no; de cada grupo, unos fueron privados de sueño y otros no.

24 horas tras la exposición inicial, se evaluó de nuevo a los ratones. La tarea de reconocimiento de lugar se basa en el principio de novedad y la tendencia de los ratones a invertir más tiempo explorando aquello que les resulta novedoso. De este modo, si uno recuerda que el día anterior determinado objeto estaba en el mismo lugar que está hoy, no le presta mucha atención; pero sí lo hará si el objeto ha cambiado de lugar.

Esquema de la tarea de memoria espacial por reconocimiento de lugar (Fuente: Berker et al., 2007)

Esquema de la tarea de memoria espacial por reconocimiento de lugar (Fuente: Berker et al., 2007)

Los resultados obtenidos muestran que los ratones privados de sueño que recibieron la octopamina exploraban más el objeto situado en el nuevo lugar, de forma similar a como lo hacían los animales sin privación de sueño. Por el contrario, los privados de sueño que no expresaban este receptor no exhibieron preferencia por ningún objeto en particular, lo que demuestra que no recordaban la sesión anterior.

Esto sugiere que el deterioro de memoria inducido por privación de sueño es dependiente de la desregulación del AMPc en las neuronas excitatorias del hipocampo. El siguiente paso será comprobar el papel que esta vía juega en la consolidación de los recuerdos y otros tipos de células, como los astrocitos.

Las implicaciones de este estudio resultan bastante limitadas, a pesar de ser muy interesantes a nivel científico. Habría que demostrar una vía similar en humanos, además de ser luego capaces de aumentar específicamente su funcionamiento en un área concreta y desarrollar estrategias útiles para personas con privación de sueño crónica, como aquellas que trabajan a turnos, etc. No parece que este vaya a ser el caso, aunque desde luego el estudio ayuda a comprender mejor aspectos moleculares de la relación entre el sueño y la memoria.

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Referencia:

Havekes R, et al. Transiently Increasing cAMP Levels Selectively in Hippocampal Excitatory Neurons during Sleep Deprivation Prevents Memory Deficits Caused by Sleep Loss. J Neurosci, 2014; 34:15715-21.

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