En aquesta edició de News from the lab, la investigadora CaixaResearch Liset M. de la Prida i el seu equip de l’Instituto Cajal (IC-CSIC) ens presenten una nova tècnica per visualitzar com recordem. El treball publicat a Nature Neuroscience, liderat pel CSIC, és el resultat del projecte DeepCode, que té el suport de la convocatòria CaixaResearch d’Investigació en Salut de la Fundació ”la Caixa”.

Liset M. de la Prida i Enrique Rodríguez Sebastián, investigador predoctoral i primer autor de l’estudi. Crèdit: César Hernández, del CSIC Comunicació

L’hipotàlem és la regió del cervell on es guarda la memòria episòdica, és a dir, el que recordem de les experiències viscudes. Els científics fa anys que intenten entendre com es produeix fisiològicament aquest fenomen. Se sap que quan associem una situació que vivim en el present amb un record del passat es produeixen una sèrie d’esdeveniments o patrons d’activació neuronal que representen «traces» o «petjades» d’aquestes experiències prèvies que estem recordant. Són oscil·lacions d’alta freqüència anomenades ripples.

Fins ara, les neurones implicades en aquests patrons s’estudiaven d’una en una, de manera individual, a través de l’anàlisi de freqüències. Tanmateix, les formes d’ona de cada ripple són molt variables i difícils de classificar.

L’equip del Laboratori de Circuits Neuronals de l’Instituto Cajal ha dissenyat una nova estratègia que permet estudiar de manera molt més eficaç aquests esdeveniments. Ha creat un espai matemàtic abstracte on es pot projectar el comportament col·lectiu dels ripples emesos a l’hipotàlem després de portar a terme una determinada tasca.

Imaginem que la tasca consisteix a entrar en un museu, caminar per un passadís i veure un quadre. Aquesta experiència reactivarà una sèrie de ripples o patrons neuronals, «traces» de records previs: una visita similar d’anys enrere, per exemple. La situació actual quedarà així vinculada amb la memòria de la situació del passat.

Els ripples es representen en l’espai matemàtic a través de punts que configuren un núvol amb una forma determinada en la qual es pot rastrejar i classificar l’activitat de cada tipus neuronal específic implicat en la situació en concret.

«Ripples de freqüències, durada o amplituds similars es projecten a prop, mentre que els de diferents característiques ocupen localitzacions distants entre si», explica Enrique Rodríguez Sebastián, investigador predoctoral i primer autor de l’estudi. A través d’aquest mètode de classificació serà més fàcil descodificar els patrons neuronals associats amb els fenòmens implicats en la memòria de diferents regions de l’hipotàlem. «Aquestes regions poden iniciar “traces” de diferents continguts de memòria, com les que tenen més contingut social, com per exemple recordar qui hi havia al museu durant la visita, o d’altres amb més contingut espacial, com ara recordar que el museu és al costat de la casa on viu qui fa la visita», afegeix De la Prida.

Núvol de ripples en 3D

Aquesta innovadora eina no solament és una nova finestra des de la qual es pot veure com representa el cervell les vivències personals, sinó que també mostra com es modifica la memòria durant l’aprenentatge i el son. Però, a més, serà un gran pas endavant en l’estudi de desordres com la malaltia d’Alzheimer i l’epilèpsia, en els quals els patrons d’activació neuronal relacionats amb la memòria episòdica estan alterats.