Un equipo del Instituto de Neurociencias (IN), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH), ha identificado un mecanismo neuronal que permite al cerebro resolver una de las tensiones más delicadas de la memoria: incorporar nuevos detalles sin que cada pequeño cambio genere un recuerdo completamente distinto, y al mismo tiempo mantener representaciones lo suficientemente estables como para no confundir experiencias similares.
El estudio, publicado en la revista PLOS Biology, demuestra que la actividad de las interneuronas inhibitorias del giro dentado —una región del hipocampo clave en la formación de nuevos recuerdos— actúa como un “regulador de tono” que desplaza el sistema entre dos modos de funcionamiento: uno más sensible a las diferencias sutiles y otro más consistente y resistente a las interferencias.
“La memoria no es un repositorio estático de información, sino un proceso vivo y adaptativo”, explica Santiago Canals, investigador del laboratorio de Plasticidad de las Redes Neuronales del IN y colíder del trabajo junto a Encarni Marcos.
Para que la memoria sea útil, el cerebro necesita reconocer un lugar habitual, aunque haya cambiado ligeramente (una mesa movida, un objeto nuevo) y, al mismo tiempo, distinguir dos experiencias cuando las diferencias sí importan. Si fuera demasiado sensible, cada variación mínima crearía un recuerdo aislado e inútil; si fuera demasiado rígido, perdería la capacidad de actualizar la información.
Los investigadores se centraron en el giro dentado. En esta estructura, determinadas neuronas —en concreto, las interneuronas que expresan parvalbúmina (PV+)— inhiben la actividad de otras células del circuito y regulan cómo se incorporan las nuevas experiencias. El equipo modificó experimentalmente esta actividad inhibitoria en ratones precisamente durante la codificación de los recuerdos, es decir, en el momento en que la información se procesa para formar la primera representación.
Utilizaron tareas en las que los animales debían detectar cambios en la posición de objetos. Los ratones muestran una preferencia natural por la novedad, de modo que su comportamiento revela si recuerdan una experiencia previa y si son capaces de notar diferencias respecto a ella.
Los resultados fueron claros: reducir la inhibición aumentaba la sensibilidad. Cuando el desplazamiento de un objeto era muy pequeño, los ratones con menor inhibición lo distinguían mejor que los animales de control. Por el contrario, aumentar la actividad inhibitoria hacía al sistema menos sensible a esas diferencias y generaba representaciones más resistentes a los cambios.
“Al manipular la inhibición, pudimos modificar cómo realizaban la tarea los ratones. Con niveles más bajos de lo habitual, su comportamiento era más consistente con una mejor recuperación de la memoria y con un recuerdo más detallado”, señala Encarni Marcos, responsable de la línea de investigación Mecanismos Neuronales de la Conducta en el IN CSIC-UMH.
Para comprender por qué una menor inhibición no siempre es beneficiosa, el equipo desarrolló un modelo computacional que reproduce de forma simplificada cómo se adquieren y recuperan las representaciones de memoria. El modelo predijo que no existe un nivel óptimo universal: con poca carga de memoria, una inhibición reducida favorece la discriminación; cuando la cantidad de información aumenta, una mayor actividad inhibitoria ayuda a mantener representaciones más consistentes y menos vulnerables a la interferencia.
Estas predicciones se confirmaron después en animales mediante tareas en las que los ratones debían aprender asociaciones entre objetos, posiciones y diferentes entornos.
“Gracias a la combinación de herramientas experimentales y computacionales, hemos encontrado un punto de equilibrio en la formación de la memoria que nos permite entender cuándo este sistema, que para ser útil debe ser flexible, se actualiza con nueva información y cuándo mantiene una mayor consistencia”, afirma Canals.
El mecanismo actúa específicamente durante la codificación, en la construcción inicial de la representación, y no en su posterior estabilización o recuperación.
Los resultados sugieren que los circuitos inhibitorios del giro dentado colocan al hipocampo en distintos estados de funcionamiento según las demandas de la tarea: mayor sensibilidad para incorporar cambios y distinguir experiencias parecidas, o mayor consistencia para proteger los recuerdos frente a interferencias.
“Lo que interpretamos de estos resultados es que existe un mecanismo que dinámicamente ajusta el modo de operación, utilizando la inhibición”, concluye Marcos.
