Dibujo de una mente humana con muchos post-its que representan memorias e ideas.
Crédito: Ian Hooton/Science Photo Library. Vía Getty Images.

El funcionamiento de nuestra mente es un misterio que la ciencia se ha dado a la tarea de desentrañar poco a poco. Por esto, cada pequeño avance que hacemos nos ayuda a tener una idea un poco más clara de los procesos mentales que se desarrollan día a día en nuestra cabeza. Como otra muestra de este, recientemente se han logrado identificar los genes que ayudan a nuestro cerebro a crear nuestras memorias.

La investigación que ha hecho esto posible se publicó recientemente en Nature Neuroscience. El equipo encargado de su realización estuvo conformado por Stefano Berto, Miles R. Fontenot, Sarah Seger, Fatma Ayhan, Emre Caglayan, Ashwinikumar Kulkarni, Connor Douglas, Carol A. Tamminga, Bradley C. Lega y Genevieve Konopka.

Gracias a ellos, tenemos la oportunidad de conocer en profundidad los procesos genéticos que nos permiten generar nuestros recuerdos. Un detalle que, hasta ahora, no se tenía claro.

Una oportunidad de investigación única

Antes de esta investigación, se sabía de la existencia de un fenómeno conocido como oscilaciones neuronales. En resumen, estas básicamente eran “olas” de frecuencias que pasaban a través de las células cerebrales y facilitaban la creación de recuerdos.

En investigaciones pasadas este proceso y su utilidad ya se habían delimitado. Sin embargo, no se tenía claro qué genes estaban encargadas de su activación y mantenimiento en el cerebro para la creación de memorias.

Ahora, los investigadores del Instituto del Cerebro Peter O’Donnell Jr. se dieron a la tarea de cambiar esto. Para este fin, llevaron a cabo una particular investigación que involucró a 16 voluntarios que se someterían a cirugías para extirpar partes dañadas de sus cerebros.

Cada uno de estos debió resolver pruebas de “memoria libre” y se les asignó un puntaje. Seis semanas después, cada paciente se sometió a la operación dónde se le extirpó el lóbulo temporal del cerebro –culpable de las convulsiones epilépticas–.

Los tejidos cerebrales dañados extirpados se llevaron al laboratorio y se analizaron. Gracias a esto, se pudieron obtener los primeros datos cruzados de la acción de las oscilaciones neuronales y la habilidad cognitiva de los pacientes.

Identifican los genes que ayudan al cerebro crear nuestras memorias

Luego de esta primera fase de la investigación fue posible señalar más de 300 genes relacionados con las oscilaciones neuronales. Esto debido a que por primera vez se pudo realizar una secuenciación completa del ARN de las muestras. Con esta técnica, se pudieron delimitar en detalle las estructuras genéticas que estaban activas.

Ahora, estos 300 genes no actuaban de la misma forma o tenían la misma influencia en el cerebro para la fijación de memorias. De hecho, de entre todos, se identificó al menos una docena de “genes centrales” capaces de dar órdenes a los demás.

Ilustración de una silueta de una cabeza humana abierta como un libro, en cada página hay una imagen diferente, representando las diferentes memorias que la mente puede guardar y crear con el tiempo.
Vía Getty Images.

Como un dato curioso, varios de estos no se encontraban como tal en las células cerebrales –por donde pasan las ondas neuronales– sino en sus compañeras periféricas: las glías. Por lo general, estas se encargan de proteger a las primeras para que puedan transmitir información eficientemente.

Ahora, con el nuevo estudio, vemos que también es posible que algunas glías tengan un papel más activo en nuestros procesos neuronales. Todo porque son el hogar de un puñado de genes que controlan nuestra formación de recuerdos y, por consiguiente, nuestra capacidad de aprendizaje.

SMAD3: el “regulador maestro” entre los genes del cerebro dedicados a la formación de memorias

Para llevar el estudio un poco más allá, los científicos también buscaron señales de dominancia entre los 12 genes centrales. Así fue como, con una técnica conocida como ATAC-seq, les fue posible dar con el gen SMAD3.

Según lo que comentan los investigadores, dicha estructura parece tener un rol dominante tanto ante los genes centrales individuales como con estructuras genéticas más complejas relacionadas con el cerebro, nuestras memorias y la capacidad de aprendizaje. Debido a eso, se lo ha llegado a identificar como el “regulador maestro” de nuestra mente.

Referencia:

Gene-expression correlates of the oscillatory signatures supporting human episodic memory encoding: https://doi.org/10.1038/s41593-021-00803-x

Lea también:

Inteligencia humana y memoria: una dupla mucho más unida de lo que se cree