Cómo ‘reescribir’ un mal recuerdo para convertirlo en otro bueno
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Cómo ‘reescribir’ un mal recuerdo para convertirlo en otro bueno

Científicos en EE UU consiguen reescribir los recuerdos de ratones de laboratorio transformando memorias dolorosas en otras positivas. Los responsables buscan nuevos tratamientos contra la depresión y los traumas
Por Yorokobu.es
31 de agosto, 2014
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yorokobu

Un equipo de investigadores de EE UU ha usado una técnica que controla grupos de neuronas en el cerebro de ratones para reescribir sus recuerdos y transformar memorias traumáticas en otras positivas, y viceversa.

El equipo explora desde hace años los mecanismos cerebrales que permiten crear un recuerdo, guardarlo, recordarlo meses o años después y, además, atribuirle un valor emocional. Es una tarea que el encéfalo hace en fracciones de segundo, sin que seamos conscientes, pero entender cómo lo hace es una tarea complejísima.

No solo por la inmensidad de los circuitos neuronales involucrados, sino también porque nuestra memoria cambia. Un bonito recuerdo de la ciudad en la que nos enamoramos se vuelve malo tras el desengaño. En otros casos, la guerra, un atentado, un desastre natural u otras tragedias dejan grabados en el cerebro recuerdos difíciles de borrar y que causan trastornos psiquiátricos.

Estudios anteriores han demostrado que la memoria es maleable y que los malos recuerdos pueden modificarse, reescribirse, lo que ha permitido tratar a personas con depresión o víctimas de una experiencia traumática desde la psiquiatría o la psicología. Lo que se ignora es el detalle: cómo se crea y se almacena un recuerdo a nivel celular y molecular en el cerebro y cómo se puede cambiar el cableado que hay entre las neuronas para reescribirlo.

Un estudio publicado hoy arroja, literalmente, luz sobre el tema. Se centra en  laoptogenética, una técnica que permite etiquetar el grupo de neuronas que guardan un recuerdo y reactivarlas a voluntad aplicando sobre ellas un rayo de luz azul. Al hacerlo, el recuerdo vuelve y, con él, su asociación positiva o negativa.  La técnica ha cobrado un enorme potencial para estudiar a un nivel de detalle inusitado los fundamentos neuronales del comportamiento, la memoria y las causas de enfermedades como el alzhéimer, la esquizofrenia o el estrés postraumático.

El año pasado, el equipo de Susumu Tonegawa, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EE UU), creó recuerdos falsos en ratones usando la optogenética. Ahora, su equipo demuestra en un nuevo estudio publicado en Nature cómo transformar el valor emocional que el cerebro atribuye a los recuerdos.

Para entender cómo se ha logrado, imagine que es usted es un ratón de laboratorio macho. De repente aparece a su lado una atractiva hembra, lo que automáticamente le hace guardar un buen recuerdo de ese momento. Sin que sea consciente, las neuronas que ha usado para almacenar ese instante han quedado marcadas. Cuando los investigadores proyectan un haz de luz sobre ellas usted volverá a recordar ese momento agradable en el que juntó su hocico con el de la ratona. En el mismo laboratorio hay otros ratones con menos suerte. Les han dado una descarga eléctrica para que guarden, etiquetado, un mal recuerdo.

Tanto usted como los otros ratones tienen un lado de la jaula preferido, en el que se encuentran más a gusto. Cuando a usted le ponen en el lado contrario, instintivamente se cambia de sitio. Pero, si a la vez los investigadores activan el bonito recuerdo de la hembra, usted se olvida y ya le da igual estar en el lado contrario. Sus compañeros hacen justo lo contrario: cuando reviven el recuerdo de la descarga huyen al otro lado de la jaula, el que menos preferían, pues lo asocian con un mal recuerdo.

Dos días después cambian las tornas. Mientras la optogenética le está haciendo recordar a la hembra, alguien le da una descarga. A su lado, otros ratones recuerdan esa misma descarga cuando el haz de luz toca sus cerebros, pero, mientras lo hacen, una hembra entra en su jaula y pueden socializar con ella, lo que cambia sus malos recuerdos originales por otros positivos. Cuando le vuelven a poner en su jaula usted elige el lado que antes le gustaba más, porque el otro le evoca malos recuerdos de la descarga. Los otros ratones hacen justo lo contrario. El resumen científico de este relato es que la optogenética y la exposición a nuevos estímulos pueden cambiar el valor emocional de la memoria. Los malos recuerdos se vuelven buenos y viceversa.

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Optogenética contra la ceguera

Ahora el objetivo es intentar aplicar toda esta información a la complejidad del cerebro humano y lograrlo sin la manipulación genética ni la cirugía que requiere la optogenética. Los expertos en este campo confían en que una molécula de administración sencilla pueda emular esta reescritura de recuerdos sin usar métodos tan invasivos. «En el futuro, uno podría desarrollar métodos para ayudar a la gente a recuperar sus recuerdos positivos más que los negativos», ha explicado Tonegawa en una nota de prensa difundida por el MIT.

El investigador japonés es conocido en el mundo científico por saber cómo convertir los hallazgos de su equipo en bombazos mediáticos. Pero aparte de su capacidad para venderse, Tonegawa, que ganó un Nobel de Medicina en 1987 por su trabajo en un campo totalmente distinto, es un científico respetado.

«Su estudio tiene mucho alcance y estos descubrimientos son relevantes», opina Santiago Canals, experto en plasticidad y redes cerebrales del Instituto de Neurociencias de Alicante. El trabajo, dice, no sólo muestra «qué neuronas participan en la conectividad» ligada a un recuerdo, también que «podemos manipularlas de forma plástica para realizar cambios en la memoria». Quedan «muchos años» para que estos hallazgos puedan aplicarse en personas, recuerda, pero se trata del «tipo de investigación básica necesaria para después buscar mecanismos más fáciles de modular la valencia positiva o negativa de nuestros recuerdos».

Luis de Lecea, que dirige un grupo de investigación en la Universidad de Stanford (EE UU) sobre estrés y adicción usando optogenética en ratones, opina que el trabajo de Tonegawa tiene «muchos puntos débiles». Una de sus críticas es que no se ha estudiado la frecuencia de disparo de cada neurona, lo que es clave para la intensidad de esa conexión y, por tanto, del recuerdo. Además, dice, hay cierta simplificación, pues el circuito neuronal de un recuerdo «puede ser mucho más complejo de lo que ellos creen». Sin embargo este experto da por buena la conclusión de que se pueden cambiar los recuerdos malos por buenos y resalta que este estudio «va más allá de lo que ha hecho nadie hasta ahora».

La aplicación más cercana de la optogenética es usarla para devolver parte de la visiónen personas con lesiones de retina, señala el investigador. La optogenética permitiría hacer sensibles a la luz células que antes no lo eran y lograr ver siluetas y formas. Otra aplicación posible sería sustituir los llamados marcapasos cerebrales que se usan para controlar el párkinson, dice. Más allá, el potencial real de esta técnica está en su capacidad de descubrimiento. La optogenética ya ha aportado un gran volumen de datos sobre el funcionamiento del cerebro y aún aportará muchos más en dolencias como la esquizofrenia o el estrés postraumático, dice. «En este sentido es una revolución», concluye.

Las neuronas del miedo

Para guardar un recuerdo, nuestro cerebro conecta neuronas en diferentes partes, cada una especialista en una tarea. En este caso, la información neutra de un recuerdo, el lugar en el que sucedió algo y lo que sucedió, quedaría almacenado en el hipocampo, un área interior del encéfalo con forma de caballito de mar que es uno de los epicentros de la memoria de humanos y muchos otros mamíferos. Mientras, el valor emocional del recuerdo, si sentimos miedo o placer en aquel momento, se guarda en la amígdala.

Tonegawa y su equipo ha comprobado que en el hipocampo se puede sustituir un recuerdo por otro. Sin embargo, en la amígdala la técnica no funciona y los ratones no modifican su comportamiento. Esto apunta  a que el valor emocional positivo o negativo que las neuronas guardan de un recuerdo no se puede borrar.

Lo que sí ha observado el equipo de Tonegawa es que, al cambiar los recuerdos, también cambian el tipo de conexiones neuronales entre una y otra zona del cerebro, el cableado de un recuerdo. Es ahí donde parece residir la capacidad de revertir su valor emocional.

Referencia:

‘Bidirectional switch of the valence associated with a hippocampal contextual memory engram’ doi:10.1038/nature13725

Le la nota original en Yorokobu.es.

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Qué tan cerca están las grandes potencias de la creación de "supersoldados"

¿Está China tratando de hacer su propia versión del Capitán América? La inteligencia estadounidense así lo ha sugerido. Y China no es la única potencia interesada.
15 de febrero, 2021
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Con bolsillos profundos y el deseo de sacar ventaja, los ejércitos del mundo a menudo han impulsado la innovación tecnológica, desde lo más moderno hasta lo más sencillo.

Un ejemplo es la cinta adhesiva, el resultado de una sugerencia de un trabajador de una fábrica de artillería de Illinois que tuvo hijos que sirvieron en la marina durante la Segunda Guerra Mundial.

Preocupado por los soldados bajo fuego que tenían que manipular la endeble cinta de papel que se usaba para sellar las cajas de municiones, a Vesta Stoudt se le ocurrió una solución: una cinta de tela impermeable.

No pudo ganarse el apoyo de sus supervisores, pero tuvo más éxito cuando le escribió al presidente Franklin D. Roosevelt, quien instruyó a los productores de guerra para que hicieran realidad su idea.

Y si la necesidad militar puede darnos una mejor cinta adhesiva, ¿qué más es capaz de hacer?

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BBC

Al anunciar una nueva iniciativa en 2014, el entonces presidente Barack Obama les dijo a los periodistas: “Básicamente, estoy aquí para anunciar que estamos construyendo a Iron Man“.

Hubo risas, pero hablaba en serio: el ejército estadounidense ya había comenzado a trabajar en el desarrollo de un traje protector, conocido como Traje de Operador Ligero de Asalto Táctico (Talos).

Un video promocional similar a un videojuego mostraba a un usuario irrumpiendo en una celda enemiga mientras las balas rebotaban en la armadura.

Iron Man no llegó a ser: cinco años después, la iniciativa terminó. Pero los fabricantes esperan que los componentes individuales del traje tendrán otros usos.

El exoesqueleto Talos en un video promocional.

USSOCOM
El exoesqueleto Talos en un video promocional.

Los exoesqueletos son solo una de las tecnologías prometedoras que los ejércitos están explorando para mejorar sus soldados.

Esta ambición no es nada nueva: desde la antigüedad, las tropas se han estado reforzando gracias a avances en armamento, equipo y entrenamiento.

Pero hoy estamos hablando de mucho más que simplemente darle a un soldado una mejor arma. Podría significar alterar al mismo soldado.

En 2017, el presidente de Rusia, Vladimir Putin, advirtió que la humanidad pronto podría crear algo “peor que una bomba nuclear”.

“Uno puede imaginar que un hombre puede crear un hombre con algunas características dadas, no solo en teoría sino también en la práctica. Puede ser un genio matemático, un músico brillante o un soldado, un hombre que pueda luchar sin miedo, compasión, arrepentimiento o dolor“, dijo Putin.

Y el año pasado, el entonces director de Inteligencia Nacional (DNI) de Estados Unidos, John Ratcliffe, fue más allá con una acusación contundente contra China.

“China ya ha realizado pruebas en humanos con miembros del Ejército Popular de Liberación con la esperanza de desarrollar soldados con capacidades mejoradas biológicamente. No hay límites éticos para la búsqueda del poder de Beijing”, escribió en The Wall Street Journal.

China calificó al artículo como “una sarta de mentiras”.

Pero cuando se preguntó si la nueva titular del DNI, Avril Haines, compartía la evaluación de su predecesor, su oficina dijo que tenía comentarios, pero señaló declaraciones en las que advertía sobre la amenaza que representa China.

Y si bien el gobierno del presidente Joe Biden ha descartado gran parte de la agenda de Donald Trump, es probable que las tensiones con China sigan siendo una característica de la política exterior de Estados Unidos.

Ambición vs realidad

Tener un supersoldado en sus filas es una perspectiva tentadora para los militares: imagina un soldado que pueda soportar el dolor, el frío extremo o la falta de sueño.

Pero como muestran los intentos estadounidenses por construir a “Iron Man”, los límites de la tecnología pueden arrastrar la ambición por tierra.

Un documento de 2019 de dos académicos estadounidenses, sin embargo, afirma que el ejército de China ha estado “explorando activamente” técnicas como la edición de genes, los exoesqueletos y la colaboración entre humanos y máquinas.

El informe se basó principalmente en comentarios de estrategas militares chinos.

Y una de las autoras, Elsa Kania, se mostró escéptica con los comentarios de Ratcliffe.

“Es importante comprender lo que el ejército chino está discutiendo y aspirando a actualizar, pero también reconocer la distancia entre esas ambiciones y la realidad de dónde está la tecnología en este momento”, dijo Kania, investigadora principal del Centro para una Nueva Seguridad Americana.

“Si bien los ejércitos de todo el mundo pueden tener mucho interés en la posibilidad de supersoldados… al final del día, lo que es factible dentro de la ciencia impone una restricción a cualquier actor que esté tratando de empujar las fronteras”, agregó.

Por ejemplo, Ratcliffe mencionaba pruebas en adultos. Pero si bien algunas de sus características podrían alterarse mediante la edición de genes, cambiar el ADN de embriones ofrecería una de las rutas más plausibles hacia un “supersoldado”.

Y para la Dra. Helen O’Neill, genetista molecular del University College London, la pregunta es si los científicos estarían dispuestos a usar esa tecnología, en lugar de si la misma existe.

“Esas tecnologías -de edición del genoma y su combinación con reproducción asistida- se están convirtiendo en prácticas de rutina en transgénicos y agricultura. Es solo la combinación de los dos para su uso en humanos lo que se considera poco ético en este momento”, dijo.

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BBC

En 2018, el científico chino He Jiankui hizo un anuncio sorprendente: había alterado con éxito el ADN de los embriones de unas gemelas para evitar que contrajeran el VIH.

El anunció provocó indignación, pues este trabajo de edición genética está prohibido en la mayoría de los países, incluida China. Normalmente se restringe a los embriones de fecundación in vitro desechados, siempre que se destruyan inmediatamente después y no se utilicen para producir un bebé.

Y aunque el científico defendió su trabajo, este lo llevó a la cárcel por desafiar las prohibiciones del gobierno.

Muchos de los entrevistados para este artículo aludieron al caso He Jiankui como un momento clave en la bioética.

Pero científicos también han informado que, además de protegerlas del VIH, el tratamiento aplicado a las gemelas también trajo mejoras cognitivas para ellas.

He Jiankui utilizó la tecnología crispr, una forma de realizar cambios específicos y precisos en el ADN contenido en las células vivas. Algunos rasgos se pueden eliminar y otros se pueden agregar.

Es una tecnología muy prometedora, ya que potencialmente podría servir para tratar o incluso curar enfermedades hereditarias. ¿Qué podría hacer entonces por los militares?

Christophe Galichet, científico investigador principal del Instituto Francis Crick de Londres, describe crispr como una “revolución”.

Pero tiene límites, dice, comparándola con la función de buscar y reemplazar texto en un documento: puede intercambiar fácilmente frases precisas, pero lo que funciona en un punto del texto puede no tener sentido en otro.

“Es incorrecto pensar que un gen tendrá un único efecto”, explica. “Si tomas un gen, podrías tener un individuo con músculos más grandes o que pueda respirar a gran altura. Pero tal vez más adelante el individuo desarrollará cáncer”.

También es difícil aislar algunos rasgos. Por ejemplo, muchos genes están involucrados en la altura. Y cualquier rasgo que se cambie se transmitirá de generación en generación.

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BBC

Algunos analistas ven los esfuerzos de China como una respuesta directa a Estados Unidos.

Un reportaje de 2017 de The Guardian dijo que una agencia militar estadounidense estaba invirtiendo decenas de millones en tecnología de extinción genética que podría acabar con las especies invasoras, algo que los expertos de la ONU advirtieron que podría tener aplicaciones militares.

Y China y EE.UU. no son los únicos países que buscan una ventaja: las fuerzas armadas de Francia han recibido aprobación para desarrollar “soldados mejorados” y ya hay un informe que establece los límites éticos de la investigación.

“Debemos enfrentar los hechos. No todos comparten nuestros escrúpulos y debemos estar preparados para lo que nos depare el futuro”, dijo del mismo la ministra de Defensa francesa, Florence Parly.

Royal Marines en entrenamiento en condiciones extremas

PA Media
La genética ofrece la posibilidad de ayudar a los soldados a lidiar mejor con los entornos extremos.

Incluso si los científicos pudieran mejorar de manera segura los atributos de un individuo, la aplicación en el campo militar también plantea sus propios problemas.

Por ejemplo, ¿un soldado individual podría consentir libremente en un tratamiento potencialmente riesgoso dentro de la estructura de mando del ejército? Se informa que tanto China como Rusia han probado las vacunas para la covid en sus tropas.

“El ejército no existe para proteger los intereses del soldado, existe para obtener una ventaja estratégica o ganar una guerra”, die el profesor Julian Savulescu, experto en ética de la Universidad de Oxford.

“Hay límites a los riesgos que se pueden imponer a los soldados, pero son más altos que los impuestos a la sociedad normal”, agrega.

El profesor Savulescu dice que, para cualquier persona, es importante sopesar los riesgos de una mejora con los beneficios.

“Pero, por supuesto -agregó- la ecuación es diferente en el ejército; los seres individuales asumirán los riesgos, pero a menudo no se beneficiarán”, advierte.

De hecho, los soldados son a menudo puestos en situaciones de vida o muerte, y podría pensarse que la mejora debería ser bienvenida si aseguraba su supervivencia.

Pero para el profesor Patrick Lin, filósofo de la Universidad Politécnica Estatal de California, la cosa no es tan simple.

“Las mejoras militares significan experimentar y poner en riesgo a sus propios ciudadanos, por lo que no está claro qué tan mejor protegidos podrían estar los soldados mejorados. Todo lo contrario, podrían ser enviados a misiones más peligrosas o correr más riesgos que los no mejorados”, explica.

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BBC

Es posible que el Capitán América aún no esté a la vuelta de la esquina, pero siempre existe la posibilidad de un desarrollo sorpresa.

“Es difícil ejercer algún control ético o democrático sobre cómo evolucionan las cosas en el ejército porque, por naturaleza, utilizan el secreto y la privacidad para proteger el interés nacional”, advierte el profesor Savulescu.

“Entonces, es una cuestión ética difícil. Ya es bastante difícil en estos días en ciencia o medicina, donde las cosas están razonablemente abiertas”, agrega.

Y en cuanto a lo que podría, o debería, hacerse para regular el campo, el profesor Lin cree que “un desafío clave es que casi todo esto es investigación de doble uso“.

“Por ejemplo, la investigación de exoesqueletos tuvo como primer objetivo ayudar o curar a personas con afecciones médicas , como para ayudar a los pacientes paralizados a caminar de nuevo”, recuerda.

“Pero este uso terapéutico puede adaptarse ara fines militares fácilmente, y no es obvio cómo evitar que eso suceda, lo que significa que no es obvio cómo regularlo sin tal vez también frustrar la investigación terapéutica“, agrega.

Este exoesqueleto controlado por la mente permitió que un hombre paralítico volviera a caminar.

Fonds de dotation Clinatec
Este exoesqueleto controlado por la mente permitió que un hombre paralítico volviera a caminar.

Por su parte, el Dr. O’Neill advierte que China ya ha avanzado en la investigación genética y otros países se han puesto en desventaja.

“Creo que hemos perdido el tiempo en argumentos éticos, en lugar de centrarnos en la realidad del aquí y el ahora”, dice.

“Se gasta demasiada energía en la especulación y la distopía, y se debe dedicar mucha más energía en riesgos reales y en aplicar la tecnología para entenderla mejor, porque se hará en otra parte y ya se hace en otra parte. Y es solo con más investigación que entenderemos dónde es que las cosas pueden salir mal”, concluye.


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