Somos nuestros recuerdos. Los códigos moleculares de la memoria

La famosa frase de Carl Sagan “somos polvo de estrellas” [Ver UNAM Internacional 9, p. 14] destaca que la composición de los seres humanos a nivel atómico proviene de elementos presentes en los astros que dan luz al universo y de lo anterior se puede inferir nuestro origen. En mi caso, como neurocientífico dedicado al estudio de la memoria, me atrevo a añadir que, además de polvo de estrellas, el ser humano está hecho de recuerdos: somos nuestros recuerdos.

Décadas de investigación indican que los seres vivos que cuentan con la capacidad de formar recuerdos están moldeados por cada una de las experiencias que han guardado de manera acumulativa a lo largo de su vida y que conservan como información valiosa en su memoria. Con base en dicha información los organismos interactúan con el medio que les rodea, lo que resalta que la memoria es un elemento clave para la supervivencia y la toma de decisiones. Es más, si lo pensamos detenidamente, podemos decir que la identidad de cada persona se construye de la mano de sus experiencias o, más específicamente, a partir de experiencias que por muy diversas razones almacena en su memoria. Siendo así, el estudio de la memoria ha fascinado a científicos de todo el mundo, quienes la han clasificado de acuerdo con su duración (por ejemplo, memoria de corto y de largo plazo) o con su tipo (memoria episódica, semántica, de procedimientos).

En México, en el Instituto de Neurobiología de la UNAM, el Laboratorio de Códigos Moleculares de la Memoria (LCMM) utiliza métodos de frontera para estudiar con la mayor resolución posible la memoria episódica (relacionada con los eventos), al cuantificar con alta precisión marcadores moleculares de actividad neuronal, plasticidad sináptica y remodelación epigenética. Nuestras aproximaciones experimentales nos permiten analizar marcadores moleculares en sinapsis (las conexiones del cerebro), neuronas y células gliales en el orden de ¡miles de eventos por segundo! Con esta capacidad de análisis, nuestro objetivo se centra en entender los cambios funcionales, estructurales y bioquímicos que ocurren a nivel neuronal y sináptico en regiones específicas del cerebro cuando se codifica, almacena y recupera información después de una experiencia sensorial o de un proceso de aprendizaje. En resonancia con el compromiso de la UNAM con la sociedad, nos interesa también dilucidar el impacto del envejecimiento en los procesos relacionados con la memoria, con el objetivo de identificar mecanismos de resiliencia cognitiva en la vejez, así como para entender los mecanismos celulares y moleculares que llevan gradualmente a la pérdida de la memoria y, finalmente, a la enfermedad de Alzheimer. Estos estudios tienen como fin último contribuir a la prevención y tratamiento potenciales de dicha enfermedad que, se estima, afectará a setenta y seis millones de personas en el mundo en 2030 (ver https://www.alz.org/global/).

Representación gráfica de los códigos moleculares de la memoria

Elaborada con IA

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
Ubicado en el campus Juriquilla de la UNAM, en Querétaro, el LCMM cultiva dos líneas de investigación principales. La primera parte del hecho de que la activación de los programas genéticos (la lectura del ADN que lleva a la síntesis de proteínas) depende de la estructura de la cromatina, un complejo macromolecular que condensa el ADN y que da lugar a los cromosomas. La cromatina presenta dos estados: uno abierto que permite la expresión de los genes y uno cerrado que impide la transcripción (la lectura del ADN). Actualmente estudiamos si los cambios epigenéticos que ocurren en el cerebro durante el envejecimiento (Snigdha et al., 2016) alteran la actividad de las neuronas y sinapsis y con esto contribuyen al deterioro cognitivo en la vejez. Para esto hemos desarrollado el método NucleuSynapse-Tag, un enfoque experimental innovador desarrollado completamente en la UNAM, que permite estudiar en paralelo patrones epigenéticos en el núcleo neuronal y mecanismos de plasticidad en las sinapsis, todo a partir de una misma población neuronal.

En la segunda línea de investigación estudiamos la funcionalidad de las sinapsis en modelos animales, incluidos ratones transgénicos de última generación, que facilitan el estudio de la enfermedad de Alzheimer. El análisis funcional de la sinapsis a nivel de evento único ha sido posible gracias al método FASS-LTP (Fluorescence Analysis of Single-Synapse Long-Term Potentiation) (Prieto et al., 2015), que desarrollé junto al Doctor Carl W. Cotman durante mi estancia postdoctoral en la Universidad de California Irvine (UCI), Estados Unidos. Actualmente usamos el FASS-LTP para identificar fármacos que mejoren la plasticidad sináptica, cuyo deterioro es el principal signo asociado con los problemas de memoria en personas con la enfermedad de Alzheimer (Prieto et al., 2017).

Es importante resaltar que las colaboraciones internacionales con la UCI, la Cleveland Clinic (Estados Unidos) y el Centro de Investigación Médica Aplicada (CIMA) de la Universidad de Navarra (España), así como el fortalecimiento de las colaboraciones internas dentro de la UNAM y con instituciones nacionales como el CINVESTAV y el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía (INNN), nos han permitido desarrollar proyectos de largo alcance que han logrado el financiamiento por parte de organismos nacionales e internacionales.

Pasos principales del análisis de sinapsis mediante FASS-LTP, que incluyen el aislamiento de las sinapsis, la inmunodetección para cuantificar marcadores de activación (GluA1 y Nrx1) y, finalmente, el análisis a nivel de evento único mediante sinaptometría de flujo

Prieto et al., 2017

Para concluir, visualicemos por un momento a la memoria como un puente en el tiempo, un puente que trae imágenes e información de un tiempo pasado hasta el presente. Para Octavio Paz, el poeta mexicano por antonomasia, “la memoria es un presente que nunca acaba de pasar” (¿Águila o sol?, 1951); de ahí que se pueda entender como un puente etéreo en donde convergen el pasado y el presente en un instante que, al desvanecerse, poco a poco se vuelve asintótico, infinito. En la UNAM nos hemos situado en ese puente infinito hecho de trazos de memoria, con el fin de conocerlo mejor.

LA MEMORIA ES UN ELEMENTO CLAVE PARA LA SUPERVIVENCIA Y LA TOMA DE DECISIONES

---