En los mamíferos, una vía neural llamada el circuito de los ganglios córtico-basales cree que desempeña un papel importante en la elección de comportamientos. Sin embargo, dónde y cómo se escriben, almacenan y leen como una memoria dentro de este circuito de programas de comportamiento sigue estando poco claro. Un equipo de investigación dirigido por Hitoshi Okamoto y Tazu Aoki del Instituto de Ciencias del Cerebro RIKEN visualizó por primera vez en el pez cebra la actividad neuronal asociada a la recuperación de la memoria a largo plazo en la toma de decisiones.
El equipo lleva a cabo experimentos en el pez cebra transgénico que expresa una proteína fluorescente que cambia su intensidad cuando se une a los iones de calcio en las neuronas y por lo tanto actúa como un indicador de la actividad neuronal. «Las neuronas en la región cortical de los peces forman un circuito neuronal similar a la del circuito de los ganglios córtico-basales de mamíferos,» dice Okamoto.
Los peces fueron entrenados en una tarea de evitación mediante la colocación de cada pez en un tanque de dos compartimentos y una luz roja durante varios segundos en el compartimiento que contiene el pez. Si el pez no se movía en el otro compartimento en respuesta a la luz, se ‘castigaba’ con una leve descarga eléctrica. Después de varias repeticiones, los peces aprendieron a evitar el choque por compartimientos de conmutación en cuanto la luz se encendía.
Luego, los investigadores examinaron la actividad neuronal de los peces bajo el microscopio en respuesta a la exposición a la luz roja. Un día después de la tarea de aprendizaje, el pez mostró actividad específica en una región discreta del telencéfalo, que corresponde a la corteza cerebral en mamíferos, cuando se presenta con la luz roja. Sin embargo, sólo 30 minutos después de la tarea de aprendizaje no se observó actividad en esta parte del cerebro. Los resultados sugieren que esta área telencefálica codifica la memoria a largo plazo para el comportamiento de evitación aprendido. Confirmando esto, retirar esta parte del telencéfalo abolió la memoria a largo plazo, pero no afectó al aprendizaje o el almacenamiento a corto plazo de la memoria.
En los seres humanos, la capacidad de elegir los programas de comportamiento correcto en respuesta a los cambios ambientales es indispensable para la vida cotidiana, y la capacidad para hacerlo se cree que está deteriorada en varios trastornos psiquiátricos, como la depresión y la esquizofrenia.
«La combinación de la técnica de imagen neural con la genética, vamos a ser capaces de investigar cómo las neuronas en el circuito de los ganglios córtico-basales eligen la conducta más adecuada en cualquier situación dada«, dice Okamoto. «Nuestros resultados abren el camino para investigar y comprender cómo estos síntomas aparecen en los trastornos psiquiátricos humanos.«
