Un estudio reciente mostró que aumentar la actividad de ciertas ondas cerebrales durante el sueño mejora la memoria de las ratas, lo que abre la puerta a posibles aplicaciones en humanos, especialmente en el tratamiento de enfermedades como la demencia. La investigación fue llevada a cabo por un equipo de la Universidad de Cornell y publicada en la revista Cell.
El estudio, liderado por Antonio Fernández-Ruiz, en colaboración con científicos del Weill Institute for Neurosciences de la Universidad de California en San Francisco (UCSF), fue presentado el 8 de octubre en una reunión de la Sociedad de Neurociencia en Chicago.
Los investigadores examinaron el proceso de consolidación de la memoria, en el que los recuerdos se refuerzan durante el sueño a través de patrones de actividad neuronal. Este proceso implica ondas cerebrales de alta frecuencia, generadas en el hipocampo, una región clave del cerebro. Estas ondas facilitan la transferencia de información desde el hipocampo, donde se almacenan los recuerdos a corto plazo, hacia la corteza cerebral, que se encarga del almacenamiento a largo plazo. Según los autores, el diálogo entre el hipocampo y la corteza resulta crucial para recordar experiencias pasadas y consolidar nuevos aprendizajes.
Para explorar esta dinámica, Fernández-Ruiz y su equipo diseñaron un experimento en el que entrenaron a ratas para que localizaran agua azucarada en un laberinto. Después de que los animales completaran la tarea, los científicos usaron optogenética, una técnica que activa o desactiva neuronas mediante la luz, para interrumpir la comunicación entre el hipocampo y la corteza mientras las ratas dormían. Los resultados mostraron que al día siguiente las ratas no mejoraron su rendimiento en el laberinto, lo que sugiere que la interrupción de las ondas impidió la consolidación de la memoria.
Este hallazgo confirma la importancia de que la corteza reciba señales del hipocampo durante el sueño para que los recuerdos se fortalezcan. Además, el estudio reveló que la interacción entre estas dos regiones no es unidireccional. Previamente se creía que solo el hipocampo enviaba información a la corteza, pero los investigadores descubrieron que ésta también devuelve señales al hipocampo.
En una segunda fase del experimento, buscaron mejorar este proceso de consolidación. Colocaron a un grupo diferente de ratas en una jaula con dos objetos nuevos. Después de cinco minutos de exploración, devolvieron a los animales a sus jaulas habituales. Durante el sueño posterior, los científicos estimularon las neuronas del hipocampo para intensificar las sharp wave ripples y reforzar las conexiones neuronales. Al día siguiente, al devolver a las ratas a la jaula, uno de los objetos había sido movido de lugar. Los resultados indicaron que las ratas con ondas cerebrales potenciadas pasaron un 40% más de tiempo explorando el objeto desplazado, en comparación con el grupo de control, lo que evidenció una mejora en su capacidad para recordar la ubicación original.
Ksenia Kastanenka, investigadora de la Universidad de Harvard, comentó con New Scientist que este tipo de investigaciones podría tener importantes aplicaciones para el tratamiento de trastornos de la memoria como el Alzheimer, ya que las personas con esta condición suelen experimentar una disminución en el tiempo de sueño profundo, lo que afecta la consolidación de recuerdos.
A pesar de los prometedores resultados en ratas, Fernández-Ruiz advierte en el estudio que las aplicaciones en humanos todavía están lejos de ser una realidad. La optogenética es una técnica invasiva que requiere la modificación genética de las neuronas para que respondan a la luz, lo que la hace inviable en humanos.
Por otro lado, otros equipos científicos están trabajando en tecnologías no invasivas para manipular ondas cerebrales durante el sueño, como la estimulación eléctrica transcraneal, que podría convertirse en una herramienta útil para mejorar la memoria o tratar trastornos neurológicos.
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