Investigadores de la Universidad Rockefeller han descubierto un sistema escalonado de mecanismos moleculares que ayuda a determinar cuánto tiempo persisten los recuerdos en el cerebro. Utilizando tareas de aprendizaje basadas en realidad virtual en ratones, el equipo identificó reguladores genéticos clave que estabilizan experiencias importantes con el tiempo, en hallazgos publicados en Nature.
Cada día, el cerebro convierte impresiones fugaces en recuerdos que pueden durar desde minutos hasta años. Un nuevo estudio de la Universidad Rockefeller informa que este proceso depende de una red coordinada de "temporizadores" moleculares que guían los recuerdos desde su formación inicial hacia una estabilidad a más largo plazo en múltiples regiones cerebrales.
Según la Universidad Rockefeller y un resumen en ScienceDaily, la investigación fue dirigida por la neurocientífica Priya Rajasethupathy, jefa del Laboratorio Familiar Skoler Horbach de Dinámicas Neurales y Cognición. Su grupo había demostrado previamente que el tálamo actúa como un relé clave entre el hipocampo, donde se forman los recuerdos por primera vez, y la corteza, donde se almacenan los recuerdos a largo plazo. El nuevo trabajo se basa en esa base al identificar programas genéticos que mantienen los recuerdos vivos durante períodos progresivamente más largos.
Para investigar estos mecanismos, la primera autora Andrea Terceros y colegas desarrollaron un modelo conductual basado en realidad virtual para ratones, que permitió al equipo controlar estrictamente cuántas veces los animales experimentaban contextos particulares y cuándo los encontraban. Al variar la repetición, los científicos pudieron hacer que algunas experiencias fueran más memorables que otras y luego examinar qué vías moleculares estaban asociadas con la persistencia de la memoria.
La coautora principal Celine Chen utilizó una plataforma de cribado basada en CRISPR para manipular la actividad génica en el tálamo y la corteza. Como describen ScienceDaily y otros medios, este enfoque ayudó a demostrar que moléculas específicas no afectan si se forma un recuerdo en primer lugar, pero influyen fuertemente en cuánto tiempo dura.
En estos experimentos, el equipo identificó tres reguladores transcripcionales críticos para mantener los recuerdos con el tiempo: Camta1 y Tcf4 en el tálamo, y Ash1l en la corteza cingulada anterior. El estudio informa que interrumpir Camta1 y Tcf4 debilita las conexiones funcionales entre el tálamo y la corteza y lleva a la pérdida de memoria.
Los investigadores proponen un modelo escalonado en el que la formación de memoria comienza en el hipocampo. Camta1 y sus objetivos downstream ayudan a sostener esta huella temprana, actuando como un temporizador rápido pero de corta duración. Con el tiempo, Tcf4 y sus objetivos se activan para reforzar la adhesión celular y el soporte estructural, extendiendo la vida útil del recuerdo. Finalmente, Ash1l en la corteza activa programas de remodelación de cromatina que hacen que el recuerdo sea más robusto y persistente.
"A menos que promuevas los recuerdos a estos temporizadores, creemos que estás predispuesto a olvidarlos rápidamente", dijo Rajasethupathy en comentarios emitidos por la Universidad Rockefeller y citados por varios medios. Los hallazgos desafían modelos antiguos que enmarcaban el almacenamiento de memoria como un simple interruptor molecular de encendido/apagado, retratándolo en cambio como un proceso dinámico y estructurado en el tiempo.
Ash1l pertenece a una familia de metiltransferasas de histonas conocidas por preservar "memorias celulares" de larga duración en otros sistemas biológicos, como la memoria inmune y el mantenimiento de la identidad celular durante el desarrollo. Rajasethupathy señala que el cerebro puede estar reutilizando estos mecanismos de uso amplio para apoyar recuerdos cognitivos.
El trabajo también apunta a posibles implicaciones para condiciones como la enfermedad de Alzheimer. Al mapear los programas transcripcionales y circuitos que estabilizan los recuerdos, los investigadores esperan que, en principio, terapias futuras puedan enrutar información a través de vías alternativas si algunas regiones están dañadas, ayudando a partes más saludables del cerebro a compensar.
Mirando hacia el futuro, el equipo planea investigar cómo se activan y desactivan estos temporizadores moleculares y cómo el cerebro evalúa qué experiencias son lo suficientemente importantes para ser promovidas a lo largo de esta secuencia. Según ScienceDaily, sus resultados subrayan el tálamo como un centro clave en la decisión de qué recuerdos se estabilizan y por cuánto tiempo. El estudio, titulado Thalamocortical transcriptional gates coordinate memory stabilization, aparece en Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09774-6).
