El papel de la mPFC y el RE en la memoria de trabajo

La Memoria de trabajo es la habilidad de mantener y manipular una pequeña cantidad de información en nuestra mente por un corto tiempo. Esta habilidad nos ayuda a completar varias tareas que requieren concentración, como recordar un número de teléfono el tiempo suficiente para marcarlo. Los problemas con la memoria de trabajo pueden verse en ciertos problemas de salud mental, como la esquizofrenia, y en enfermedades cerebrales, como el Alzheimer.

La corteza prefrontal (CPF) es una parte del cerebro que juega un papel crucial en la memoria de trabajo. Estudios han mostrado que las personas con esquizofrenia tienen problemas en la CPF que están relacionados con sus dificultades en la memoria de trabajo. De manera similar, el daño en esta área puede llevar a problemas de memoria en personas con deterioro cognitivo leve o Alzheimer.

Aunque los ratones no tienen la misma estructura exacta que la CPF, partes de su cerebro, como la corteza prefrontal medial (CPM), cumplen funciones similares. La investigación muestra que esta parte del cerebro de un ratón también ayuda con la memoria de trabajo. Las tareas que requieren memoria de trabajo en ratones a menudo implican recordar ubicaciones o secuencias, que también están relacionadas con otra área del cerebro llamada hipocampo.

Sin embargo, la CPM no se conecta directamente con el hipocampo. En cambio, una región llamada núcleo reuniens (RE) juega un papel importante en vincular la CPM y el hipocampo, ayudando a retener y usar información de manera efectiva.

#Enfoque y Objetivos de la Investigación

Nuestra investigación tenía como objetivo entender cómo funcionan juntas la CPM y el RE en una tarea específica de memoria. Queríamos ver cómo desactivar partes de estas regiones cerebrales afectaría el rendimiento de los ratones Fischer 344 en una tarea llamada no coincidencia retrasada en posición (DNMTP). Esta tarea implica recordar dónde está ubicada una recompensa y elegir la ubicación opuesta después de una pausa.

Los ratones Fischer 344 no se usan comúnmente en estudios de memoria de trabajo, pero ofrecen una oportunidad única para aprender más sobre cómo pueden ocurrir disfunciones en la memoria de trabajo debido al envejecimiento o enfermedades. Al enfocarnos en esta cepa de ratón, esperábamos arrojar luz sobre los circuitos de memoria que pueden ser útiles para futuros estudios, especialmente relacionados con el Alzheimer.

#Métodos de Estudio

#Sujetos Animales

Usamos un total de 32 ratones Fischer 344, tanto machos como hembras, con edades entre 70 y 100 días. Estos ratones fueron comprados o criados internamente. Después de la cirugía, vivieron solos bajo condiciones de iluminación controladas, y su ingesta de comida fue limitada para asegurar que mantuvieran un peso saludable.

#Procedimientos Quirúrgicos

Para investigar el funcionamiento de la CPM y el RE, realizamos cirugías para implantar dispositivos que pudieran influir en su actividad. Inyectamos un virus que podía activar o inhibir ciertas células cerebrales en estas áreas.

#Entrenamiento de los Ratones

Los ratones pasaron por un proceso de entrenamiento para prepararlos para la tarea DNMTP. Aprendieron a presionar palancas para obtener una recompensa mientras eran cronometrados. La tarea involucró tres pasos:

1. Fase de Muestra: Se presentaba una palanca, y el ratón debía presionarla para recibir una recompensa.
2. Fase de Espera: Después de presionar la palanca, todas las luces se apagaban por unos segundos.
3. Fase de Elección: El ratón tenía que elegir la palanca opuesta a la que presionó durante la fase de muestra para obtener otra recompensa.

Progresaron gradualmente a tiempos de espera más largos entre las fases de muestra y elección.

#Infusiones de Fármacos

Administramos fármacos para inhibir temporalmente la CPM y el RE antes de las pruebas. Esto se realizó para observar cómo el apagado de estas áreas afectaría las tareas de memoria de trabajo.

#Hallazgos Clave

#Efectos de la Inactivación

Descubrimos que cuando apagamos temporalmente la CPM o el RE, los ratones se desempeñaron peor en la tarea DNMTP. Las discapacidades fueron consistentes sin importar el momento de la tarea.

#Importancia del Circuito CPM-RE

Utilizando una técnica especial para apagar selectivamente las neuronas de la CPM que envían señales al RE, el rendimiento fue aún peor. Esto sugiere que la conexión de la CPM al RE es crucial para retener información durante las tareas de memoria. En cambio, apagar las neuronas del RE que se conectan de vuelta a la CPM no alteró significativamente el rendimiento de los ratones.

#Conclusión General

Nuestros resultados indican que la conexión CPM-RE es esencial para la memoria de trabajo, especialmente durante tareas que requieren mantener y usar información a lo largo del tiempo. En particular, la CPM juega un papel central, mientras que el RE actúa como un enlace de comunicación entre ella y el hipocampo.

#Implicaciones Más Amplias

Estos hallazgos sugieren que mejorar nuestra comprensión de cómo interactúan estas áreas del cerebro podría ayudarnos a aprender más sobre problemas de memoria relacionados con el envejecimiento y enfermedades como el Alzheimer. Futuras investigaciones podrían explorar si existen patrones similares en otros tipos de tareas de memoria.

Entender el funcionamiento de esta circuitería puede llevar a mejores estrategias para abordar las discapacidades de memoria, abriendo puertas a nuevos tratamientos para ayudar a quienes están afectados por el deterioro cognitivo.

Al enfocarnos en cómo estos circuitos cerebrales específicos trabajan juntos, podríamos mejorar nuestras estrategias para potenciar la memoria tanto en individuos sanos como en aquellos que sufren condiciones relacionadas con la memoria.

#Direcciones Futuras

A medida que nuestra comprensión de la memoria y las estructuras cerebrales subyacentes continúa evolucionando, se necesita más investigación. Investigar cómo otras regiones cerebrales podrían influir en la memoria de trabajo podría proporcionar más información. Además, examinar cómo estos hallazgos se traducen en condiciones humanas sería un paso valioso hacia adelante.

En resumen, los roles de la CPM y el RE en la memoria de trabajo son fundamentales para nuestra comprensión de la función cognitiva. Al estudiar estas conexiones, podemos comprender mejor las complejidades del cerebro y cómo afecta el comportamiento y la memoria tanto en animales como en humanos.