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Etiquetado conductual en la formación de memorias
Dra Haydée Viola
El aprendizaje es el proceso por el cual se adquiere conocimiento acerca del mundo.
La memoria es el proceso por el cual este aprendizaje se codifica, se almacena y se evoca.
Memoria es una función del cerebro por la cual nos acordamos de hechos, eventos, sucesos
La memoria es un proceso temporalmente gradual durante el cual nueva información se consolida y se almacena.
Etapas en la formación de una memoria
Adquisición Consolidación Evocación
Sesion de
entrenamiento
Sesion de testeo
¿Cómo es almacenada la memoria?
Cambios dependientes de actividad en el SNC han sido
propuestos como los mecanismos que les permiten a los
organismos adaptarse conductualmente, aprender y recordar.
Información sería almacenada en modificaciones bioquímicas y
morfológicas de las sinapsis, resultando esto en cambios
fisiológicos dependientes de actividad.
Hipótesis de la Plasticidad sináptica y la memoria (PSM)
Cambios en la fuerza de las conexiones sinápticas
codifican y guardan memorias
La plasticidad sináptica dependiente de actividad es inducida en
las sinapsis apropiadas durante la formación de la memoria
y es necesaria y suficiente para el guardado del tipo de memoria
mediado por el área cerebral dónde la plasticidad sináptica tuvo lugar.
LTP y memoria
Almacenado y consolidación de memorias requieren plasticidad sináptica
cambios en la fuerza de las conexiones entre neuronas
Cuando ocurre un aprendizaje, cambia la fuerza de las conexiones sinápticas en áreas del cerebro.
La LTP es un mecanismo molecular postulado para el guardado de memorias asociativas o espaciales.
Estimulación de alta frecuencia Antes… Después…
LTP dependiente del receptor NMDA:
Propiedades de cooperatividad, especificidad y asociatividad.
Las propiedades del LTP mediado por NMDA sugiere un rol en el aprendizaje
1) Inducción rápida
2) Labilidad post inducción
3) “Input” específico
4) Persistente
Entonces….. el LTP es la base molecular de algunas memorias?
Se requiere de síntesis proteica para que se establezca un LTP tardío.
Asociatividad tardía
La persistencia de los cambios en la fuerza de las conexiones sinápticas
está mediada por la generación transitoria y localizada de una etiqueta en
las sinapsis recientemente activadas y por la producción de PRP’s que pueden
ser capturadas sólo en aquellas terminales marcadas con una etiqueta.
Hipótesis del etiquetado sináptico y captura
Hipótesis del etiquetado sináptico y captura
Etiqueta
transiente
Proteínas
Captura sináptica +
Reymann and Frey, 2006
Dependencia temporal del fenomeno
El bloqueo de la síntesis proteica impide el LTP tardío en los dos set
de input sinápticos
Experimentos de LTP in vivo mixtos con ensayos conductuales
2003 La novedad facilita la inducción de LTP en CA1 (familiar no, dependencia de
D1/D5, dependencia temporal, duración de la exploración….)
2003 Modulación bidireccional de LTP por la novedad en el GD (nov pre o post tetano
mantiene el LTP, exploración prolongada no).
2003 Este reforzamiento del LTP por la novedad depende de la activación de
Receptores adrenérgicos y de la síntesis de proteínas.
2004 La novedad aumenta la inducción y el mantenimiento de LTP en el GD
(familiar no)
2006 Reforzamiento de LTP por un entrenamiento de hole board.
¿Existe el etiquetado a nivel conductual?
Utilizando paradigmas conductuales que son procesados en el hipocampo hemos decidido investigar si existe el ESC a nivel conductual
Un aprendizaje marca las sinapsis
el otro le provee las proteínas
Utilizamos un entrenamiento suave a la Evitacion Inhibitoria (EI): Solo induce STM (memoria de corto termino)
La exploracion al campo abierto (CA) promueve la formacion de LTM de EI:
El mecanismo tiene una dependencia temporal y de sintesis proteica.
0
50
100
150
200
***
+
## TrainingVehAniNovel + Ani
Strong IA
Late
ncy (
sec)
IA
IA
Novel + Ani
Vehicle 24 h
OF
Anisomycin
Anisomycin
Vehicle or
Anisomycin
La inhibición de la síntesis de proteínas impide la formación de la LTM-EI:
….pero el CA dado 1 hora antes previene dicha amnesia
La novedad espacial promueve la formacion de LTM de EI:
Requerimiento de la actividad de receptores dopaminergicos D1/D5.
El agonista dopaminergico simula la novedad: Su efecto es dependiente de sintesis proteica
El establecimiento del tag es prevenido por un CA muy cercano
No se necesita sintesis de proteinas para establecer el tag
Pero si el tag se establece bien, Entonces otro CA ayuda aun mas!
Estudio de las quinasas candidatas Para marcar las sinapsis.
CaMKII PKA
PKMz ERKs
El entrenamiento de reconocimiento espacial de objetos (RE) induce solo STM: la formacion de LTM ocurre cuando se asocia una exploracion al CA
El fenomeno depende de sintesis de proteinas inducidas por un
Campo abierto novedoso.
Miedo condicionado al contexto. Se utiliza un entrenamiento suave Que solo induce STM. El CA promueve la formacion de LTM.
Tambien se observa que el fenomeno de promocion de LTM depende de
Sintesis de nuevas proteinas inducidas por un CA novedoso.
•Necesita de síntesis proteica. •Depende de Corteza Insular. •No depende del hipocampo.
La memoria de la aversion condicionada a un gusto no requiere de la
acitvidad hipocampal
Utilizamos un entrenamiento suave, que deja una STM fuerte
pero una LTM debil
Observamos que se refuerza la memoria de CTA por un sabor novedoso
Pero no por una exploracion novedosa!
El sabor novedoso no promueve una memoria espacial
Existe especificidad del input que puede ser promovido
….y volviendo al reconocimiento espacial de objetos (RE)…..
Acumulando evidencias del “etiquetado conductual”.
Una explicacion mecanistica para entender porque un evento puede
influenciar sobre la memoria de largo termino de otro evento transiente.
1) Se necesitan dos tareas procesadas por una poblacion neuronal comun
2) Se necesita la cercania temporal de los dos eventos
(….si, pero no tan cerca)
3) Se necesita que se establezca correctamente el tag
(la marca en las sinapsis activadas)
4) Se necesita la sintesis de proteinas
Para pensar….
Esta serie de experimentos en donde se diseca la experiencia
que solo establece la marca del aprendizaje de la experiencia que
provee las PRPs, permite postular que para que se forme una LTM
se necesitan dos pasos (en orden indistinto):
Marcar los sitios activados por el aprendizaje
Capturar PRPs en esos sitios para estabilizar la memoria a largo término.
Estos experimentos constituyen la primera evidencia de la existencia del
Etiquetado conductual!