Un estudio descubre que el Alzheimer altera la reproducción de la memoria mientras el cerebro descansa
Cuando el cerebro está en reposo, no se vuelve inactivo. Al contrario, normalmente reproduce experiencias recientes para ayudar a estabilizar la memoria. Un nuevo estudio en animales analiza cómo cambia este proceso de reproducción en el contexto de la enfermedad de Alzheimer. En términos sencillos, el estudio concluye que la enfermedad de Alzheimer altera la forma en que el cerebro reproduce experiencias recientes mientras está descansando.
Nota: Este artículo tiene fines informativos y educativos. Resume una investigación científica en un lenguaje accesible para un público amplio y no es un comunicado de prensa científico oficial.
Un nuevo estudio publicado en Current Biology informa de que los problemas de memoria en un modelo murino de la enfermedad de Alzheimer están relacionados con cambios en la forma en que el cerebro reproduce experiencias recientes durante los periodos de descanso. La investigación fue realizada por Sarah Shipley, Marco P. Abrate, Robin Hayman, Dennis Chan y Caswell Barry en varias unidades de investigación de la University College London y la Universidad de Cambridge, entre ellas el Departamento de Investigación de Biología Celular y del Desarrollo de la UCL, el Instituto de Neurología de la UCL, el Instituto de Neurociencia Cognitiva de la UCL y la Unidad de Cognición y Ciencias del Cerebro del MRC de la Universidad de Cambridge. Mediante la combinación de tareas de memoria con registros detallados de células cerebrales individuales, los investigadores examinaron cómo los patrones de actividad cerebral durante el descanso se relacionan con el rendimiento de la memoria.
El estudio se centró en un modelo de ratón knock-in que desarrolla la patología amiloide característica de la enfermedad de Alzheimer. Según los autores, estos animales mostraron dificultades en las tareas de memoria espacial, junto con una estabilidad reducida de las «células de lugar» del hipocampo, unas células cerebrales especializadas que normalmente ayudan a recordar ubicaciones. Es importante destacar que los investigadores descubrieron que, aunque el cerebro seguía reproduciendo experiencias recientes durante el descanso, estos patrones de reproducción estaban menos organizados que en animales sanos.
Lo que investigaron los científicos
Los investigadores se propusieron comprender mejor cómo cambia la actividad cerebral relacionada con la memoria a medida que se desarrolla la patología amiloide, centrándose en los procesos que sostienen la estabilidad de la memoria espacial a lo largo del tiempo. En lugar de limitarse a medir los resultados conductuales de la memoria, el estudio analizó la actividad neuronal subyacente que permite mantener representaciones espaciales coherentes.
Uno de los focos centrales fue el hipocampo, una región del cerebro esencial para la navegación y la memoria. En condiciones normales, grupos de neuronas del hipocampo trabajan de forma coordinada para formar mapas estables del entorno, y estos mapas se refuerzan cuando el cerebro reactiva la actividad reciente durante los periodos de descanso. Los autores investigaron si este proceso de estabilización funciona de manera diferente cuando está presente la patología amiloide.
Mediante el análisis conjunto del comportamiento y de la actividad neuronal, el estudio exploró cómo los cambios en la coordinación y organización de la actividad hipocampal se relacionan con el rendimiento en tareas de memoria. Todos los experimentos se realizaron en ratones, y los autores enmarcan explícitamente sus resultados como información sobre mecanismos neuronales en un modelo animal, no como evidencia directa sobre la memoria o la cognición humanas.
Cómo se realizó el estudio
El estudio se llevó a cabo utilizando ratones AppNL-G-F de tipo knock-in, un modelo que desarrolla patología amiloide asociada a la enfermedad de Alzheimer sin aumentar de forma artificial los niveles de proteínas amiloides. En los experimentos participaron ocho ratones con esta patología y nueve ratones sanos de edad similar. Todos los animales fueron entrenados para recorrer un laberinto familiar de ocho brazos, una tarea utilizada habitualmente para evaluar la memoria espacial.
Mientras los ratones exploraban el laberinto y posteriormente descansaban, los investigadores registraron la actividad cerebral mediante diminutos electrodos implantados. Estos registros captaron señales de aproximadamente cien células nerviosas individuales en una región concreta del hipocampo implicada en la memoria y la navegación. Este enfoque permitió observar tanto el comportamiento de los animales como la respuesta de neuronas individuales a lo largo del tiempo.
El rendimiento en memoria se evaluó midiendo con qué frecuencia los ratones regresaban a brazos del laberinto que ya habían visitado. Al mismo tiempo, los investigadores analizaron la estabilidad de las células cerebrales relacionadas con la memoria y la forma en que los grupos de neuronas se reactivaban durante el descanso. Para ello, aplicaron métodos de análisis consolidados que permitieron examinar el grado de reclutamiento, coordinación y organización de las neuronas durante los episodios de reproducción de la actividad.
¿Qué hace novedoso este estudio?
Estudios previos sobre modelos de la enfermedad de Alzheimer han medido principalmente la frecuencia con la que se repiten los eventos de memoria, basándose normalmente en señales indirectas. En cambio, este estudio examinó cómo son realmente esos eventos de repetición mediante el registro de la actividad de las células cerebrales individuales.
Según los investigadores, este es el primer trabajo que reconstruye secuencias de memoria reproducidas a nivel celular en un modelo moderno de ratón knock-in amiloide y que vincula la organización de estos patrones de reproducción con la estabilidad de la memoria espacial durante el descanso. Los resultados muestran que la calidad de la reproducción, y no solo la frecuencia, está estrechamente relacionada con la función cerebral relacionada con la memoria.
Principales conclusiones del estudio
Según los investigadores:
- El rendimiento de la memoria fue más débil en el modelo de Alzheimer. Los ratones con patología amiloide revisitaron los brazos del laberinto que ya habían explorado con más frecuencia que los ratones sanos, lo que demostró una memoria espacial más deficiente durante la tarea.
- Las células cerebrales relacionadas con la memoria eran menos estables a lo largo del tiempo. Las «células de lugar» del hipocampo de estos ratones cambiaron sus patrones de actividad más de un momento a otro. Esta inestabilidad fue especialmente evidente después de los períodos de descanso, cuando las células de lugar de los ratones sanos normalmente se volvían más estables.
- La reproducción de la memoria seguía produciéndose, pero su organización se veía alterada. Los eventos de reproducción durante el descanso se producían con la misma frecuencia en ambos grupos. Sin embargo, en los ratones con patología amiloide, menos eventos de reproducción formaban secuencias claras y bien organizadas, y estas secuencias captaban menos actividad cerebral global.
- Las células cerebrales trabajaban juntas de forma menos eficaz durante la reproducción. Las células de lugar individuales se reclutaban con menos frecuencia en los eventos de reproducción, y los pares de neuronas estaban menos coordinados. Los investigadores descubrieron que una organización más deficiente de la reproducción y una coordinación celular más débil estaban relacionadas con una menor estabilidad de las células de lugar a lo largo del tiempo.
Conclusiones de los autores
Los investigadores concluyen que los problemas de memoria en este modelo de ratón con enfermedad de Alzheimer están relacionados con la buena organización de la reproducción de la memoria durante el descanso, y no con la frecuencia con la que se produce dicha reproducción. Cuando las células cerebrales no funcionan de forma coordinada, las representaciones relacionadas con la memoria se vuelven menos estables.
Destacan que los resultados muestran una relación, no una causa y efecto directos. Según los autores, la reproducción interrumpida puede ser uno de los procesos que conectan la patología amiloide con los cambios relacionados con la memoria en el cerebro, pero se necesita más investigación para comprender por qué la reproducción se desorganiza en primer lugar.
En comentarios publicados por ScienceDaily, los autores explican que una mejor comprensión de estos mecanismos cerebrales podría, en el futuro, respaldar los esfuerzos de investigación destinados a la detección precoz de la enfermedad de Alzheimer o ayudar a orientar los estudios centrados en restaurar la actividad normal de reproducción de la memoria durante el descanso. También señalan que los trabajos en curso están examinando si este proceso de reproducción puede verse influido por sistemas neurotransmisores como la acetilcolina, un mensajero químico que desempeña un papel clave en la comunicación de las células nerviosas y que ya ha sido ampliamente estudiado en la investigación sobre el Alzheimer.
El contenido de este artículo tiene fines informativos y no sustituye el asesoramiento médico. Ante cualquier duda relacionada con la salud, consulta siempre con un profesional sanitario.
Referencia:
Shipley S., Abrate M.P., Hayman R., Chan D., Barry C. Disrupted hippocampal replay is associated with reduced offline map stabilization in an Alzheimer’s mouse model. Current Biology, 2026. DOI: 10.1016/j.cub.2025.12.061
