¿Cómo aprendemos algo nuevo? ¿Cómo se graban en nuestro cerebro las tareas de un nuevo trabajo, la letra de la canción más popular o cómo llegar a casa de un amigo?
La respuesta general es que nuestros cerebros se adaptan para asimilar nueva información. Es decir, los circuitos cerebrales experimentan cambios para seguir un nuevo comportamiento o retener una información recién introducida.
Estas modificaciones se orquestan a través de billones de sinapsis (las conexiones entre neuronas), donde se produce la comunicación cerebral. En un proceso intrincadamente coordinado, esa nueva información hace que ciertas sinapsis se fortalezcan con nuevos datos, mientras que otras se debilitan.
Los neurocientíficos que han estudiado en profundidad estas alteraciones, conocidas como plasticidad sináptica, han identificado numerosos procesos moleculares que causan dicha plasticidad. Sin embargo, lo que no se conocía era la comprensión de las reglas que determinan qué sinapsis experimentan este proceso y que, en última instancia, dicta cómo se captura la información aprendida en el cerebro.
Ahora, los neurobiólogos de la Universidad de California en San Diego, William Jake Wright, Nathan Hedrick y Takaki Komiyama han descubierto detalles clave sobre ese proceso. El estudio, publicado en la revista Science, ha sido financiado con varias becas de investigación de los Institutos Nacionales de la Salud y una beca de formación.
Los investigadores utilizaron una metodología de visualización cerebral de vanguardia, que incluye imágenes de dos fotones, para analizar la actividad cerebral de ratones y rastrear las actividades de las sinapsis y las neuronas durante las actividades de aprendizaje.
Con la capacidad de ver sinapsis individuales como nunca antes, las nuevas imágenes revelaron que las neuronas no siguen un conjunto de reglas durante los episodios de aprendizaje, como se había asumido bajo el pensamiento convencional. Los datos obtenidos ahora revelaron que las neuronas individuales siguen múltiples reglas, con sinapsis en diferentes regiones que siguen diferentes reglas. Estos nuevos hallazgos pueden impulsar avances en muchas áreas, desde trastornos cerebrales y de conducta hasta sistemas de inteligencia artificial (IA).
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