Resumen de Synaptic plasticity: understanding the neurobiological mechanisms of learning and memory. Part I

Philippe Leff Gelman, Héctor Romo Parra, Mayra Medécigo, Rafael Gutiérrez, Benito Antón Palma

• español

  Uno de los fenómenos más interesantes dentro del campo de la neurobiología, es el fenómeno de la plasticidad cerebral relacionada con los eventos de aprendizaje y el procesamiento del fenómeno de memoria. De hecho, estos fenómenos neurobiológicos empezaron a ser estudiados desde principios de siglo. Remotamente, el fenómeno de plasticidad cerebral en relación con el desarrollo y aprendizaje de las conductas fue ya concebido y cuestionado desde hace más de dos centurias. Sin embargo, desde hace cuatro décadas, múltiples evidencias experimentales han demostrado que tanto la experiencia o el entrenamiento en la ejecución de tareas operantes aprendidas, inducen cambios plásticos en la fisiología neuronal, incluyendo los cambios neuroquímicos y moleculares que se requieren para consolidar una memoria a largo plazo. Asimismo, diversos procedimientos experimentales han demostrado que la experiencia diferencial, el entrenamiento y el aprendizaje de conductas o la experiencia informal, producen cambios mensurables en el cerebro de los mamíferos. Más aún, la neuropsicología ha considerado desde hace varias décadas que diferentes tipos de memoria pueden ser localizados en diferentes circuitos neuronales en distintas áreas de la corteza cerebral. Sin embargo, los estudios recientes han demostrado que los sistemas de memoria están distribuidos en circuitos neuronales corticales específicos. Por ejemplo, los mismos sistemas corticales que procesan la percepción sensorial y la función motora, son los mismos sustratos neurales que se emplean para procesar los fenómenos de memorización. El fenómeno de la memoria y el aprendizaje es resultado de la actividad fisiológica repetitiva de millones de neuronas que, ensambladas en circuitos neuronales específicos, conllevan al reforzamiento de las conexiones sinápticas involucradas y a los cambios de plasticidad sináptica que se requieren para establecer estos fenómenos neurobiológicos. El fenómeno de potenciación a largo plazo, o LTP, es un evento neurofisiológico que resulta del incremento en el reforzamiento de la transmisión sináptica, que puede perdurar en las regiones cerebrales estudiadas desde horas a días. El modelo de LTP quizá representa el modelo funcional experimental más viable para entender las bases celulares del aprendizaje y la memoria en el SNC de los mamíferos, incluyendo el cerebro de los humanos.

• English

  Plasticity of the nervous system has been related to learning and memory processing as early as the beginning of the century; although, remotely, brain plasticity in relation to behavior has been connoted over the past two centuries. However, four decades ago, several evidences have shown that experience and training induce neural changes, showing that major neuroanatomical, neurochemical as well as molecular changes are required for the establishment of a long-term memory process. Early experimental procedures showed that differential experience, training and/or informal experience could produce altered quantified changes in the brain of mammals.

  Moreover, neuropsychologists have emphasized that different memories could be localized in separate cortical areas of the brain, but updated evidences assert that memory systems are specifically distributed in exclusive neural networks in the cortex. For instance, the same cortical systems that lead us to perceive and move in our environment, are used as neural substrates for memory retrieval.

  Such memories are the result of the repeated activity of millions of neurons assembled into distinct neural networks, where plastic changes in synaptic function leads to the strengthening of the same synaptic connections with the result of reconstructed permanent traces that lead to remembrance (Hebb Postulate). Elementary forms of learning and memory have been studied in simple neural systems of invertebrates, and as such have led the way for understanding much of the electrophysiological and neurochemical events occurring during LTP. Long-term potentiation (LTP) is the result of the increase in the strength of synaptic transmission, lasting as long as can be measured from hours to days. LTP has been detected in several areas of the brain, particularly, in the hippocampus, amygdala, and cortex, including several related limbic structures in the mammalian brain. LTP represents up to date the best model available for understanding the cellular basis of learning and memory in the central nervous system of mammals including humans.