Resumen de Understanding the neurobiological mechanisms of learning and memory: memory systems of the brain, long term potentiation, and synaptic plasticity. Part III a

Philippe Leff Gelman, Maura Epifanía Matus Ortega, María Adriana Hernández Balderas, Mayra Medécigo, Carlos A. Torner Aguilar, Benito Antón Palma

• español

  El fenómeno de la memoria se define como un proceso de adquisición, almacenamiento y recuperación de información. En términos operacionales, el fenómeno de la memoria se infiere como un evento neurobiológico resultado de alteraciones en el comportamiento del sujeto, causado por experiencias previas no dependientes de modificaciones de los órganos efectores sensoriales. En este contexto, algunas teorías recientes postulan que la memoria puede dividirse en múltiples sistemas de memoria funcional en el cerebro de los mamíferos. Si bien estos sistemas de memoria funcional dependen de múltiples variables sujetas al grado de análisis del experimentador, asimismo están regulados por diferentes circuitos neuronales enlazados entre sí.

  Las definiciones más recientes de estos sistemas de memoria funcional postulan que estos sistemas se enmarcan ya sea como entidades psicológicas, al considerar que los sistemas de memoria operan como módulos especializados que poseen tanto la capacidad de procesar diferentes tipos de información como de realizar tareas operacionales y almacenar información en lapsos cortos o largos, o sea como entidades biológicas, si se define que los sistemas de memoria operan mediante circuitos neuronales y conexiones neurales complejas que, en conjunto, permiten operar un tipo particular de información y procesar el almacenamiento de información dentro del mismo circuito neuronal u otro distinto.

  Por ejemplo, el lóbulo temporal medial (LTM) que contiene la estructura nerviosa del hipocampo y sus interconexiones con los diferentes campos corticales resultan ser cruciales para estructurar y consolidar la memoria de tipo declarativo. En este contexto, diversos trabajos en el campo de la neuropsicología y la neurobiología de la memoria han mostrado que los diferentes sistemas de memoria operan según complejas interacciones durante la ejecución de tareas de aprendizaje y memorización en el cerebro de los mamíferos. Estas interacciones entre los múltiples sistemas de memoria funcional dependen de complejas interacciones dinámicas de sistemas o sustratos neuronales independientes que posibilitan una mejor comprensión de la forma en que trabaja nuestra memoria en el cerebro.

  Además, diversos trabajos experimentales de naturaleza tanto conductual como electrofisiológica en las últimas décadas demuestran que tanto el aprendizaje como la memoria se codifican mediante cambios dependientes de la actividad entre las conexiones nerviosas, tal como comprobó el descubrimiento del fenómeno de Potenciación de Largo Plazo (LTP, por sus siglas en inglés) en las sinapsis de las neuronas del hipocampo en el cerebro de los mamíferos. El fenómeno de LTP, considerado una forma de expresión de plasticidad sináptica, también se ve como un modelo celular que favorece la estabilidad de la actividad sináptica y su expresión en múltiples eventos neurobiológicos. En este contexto, diversos estudios del fenómeno de LTP tanto in vitro como in vivo, con diferentes métodos experimentales y de registro, han demostrado que el fenómeno de LTP ocurre en múltiples regiones del cerebro, como son la neocorteza, la amígdala y en estructuras que conforman el sistema nervioso periférico de los mamíferos.

  Más aún, estudios recientes muestran que el fenómeno de LTP puede inducirse en tejidos neurales de animales invertebrados, como ocurre en la unión neuromuscular y en sinapsis específicas de diferentes estructuras nerviosas del cerebro de los artrópodos.

  En su gran mayoría, los eventos neuroquímicos, neurofarmacológicos y moleculares que participan en la inducción, mantenimiento y expresión del fenómeno de LTP se basan en la actividad de un sistema de transmisión particular, como es el sistema de neurotransmisión glutamatérgica mediado a través de la activación de diferentes subtipos de receptores glutamatérgicos, como los receptores ionotrópicos tipo NMDA (NMDA glutamate receptors, por sus siglas en inglés), los receptores ionotrópicos tipo no-NMDA (Non-NMDA glutamate receptors, por sus siglas en inglés) y los receptores metabotrópicos que se encuentran ampliamente distribuidos y se expresan de manera funcional en diferentes circuitos neuronales y sinapsis en el SNC de los mamíferos.

• English

  Recent theories postulate that memory can be divided into multiple brain memory systems. Although memory systems depend on the function of variables based on the level of analysis and are subserved by different neural substrates, current definitions of memory systems have categorized them as psychological and biological entities. Under such context, the studies of different memory systems have shown that complex interactions take place during performance of any memory task. Such interactions among multiple memory systems are based on dynamic interactive independent neural networks which make possible the better understanding of how memory systems work in the brain of mammals. Both behavioral and electrophysiological studies over the last decades demonstrate that learning and memory are encoded through activity dependent changes of the strength of synaptic connections between neurons, as experimentally demonstrated by Long-Term Potentiation (LTP) in mammalian synapses. LTP is a form of synaptic plasticity, and is considered as an accepted cellular model for stabilization of synapses involved in the expression of several neurobiological phenomena. Most of the understanding of the neurochemical, pharmacological, and molecular mechanisms involved in LTP induction, expression, and maintenance, have been demonstrated through the involvement of glutamate neurotransmission system, as well as through the different glutamate receptor subtypes, known to be expressed widely in different neural networks of the brain of mammals.