Apuntes científicos desde el MIT

Estoy preocupado… El pasado jueves y viernes atendí a una excelente serie de conferencias en NY: 25 charlas de veinte minutos sobre temas diversos con ponentes de primer nivel. Tenía la sensación de haberme empapado con información de muy buena calidad. Pero ayer sábado, cuando regresé a Cambridge, un amigo me pidió que le explicara los puntos clave de la conferencia, y me di cuenta que tenía bastantes lagunas a la hora de recordar datos, conceptos… ¿Y si mi cerebro no había guardado toda esa información? Qué mala pasada! (toma eufemismo…)
Entonces, en seguida me vino a la cabeza una clase de psicología el semestre pasado sobre el papel del sueño en la consolidación de recuerdos. Me pregunto si las poquísimas horas dormidas durante los últimos 3 días han debilitado mis neuronas, y evitado que aprovechara al máximo las conferencias….
Recojo los apuntes de esa clase, y comento los 3 principales artículos que nos presentaron.

Aprender descansado
Dormir después de aprender algo ayuda a consolidarlo. Esto hace tiempo que está demostrado. Pero no estaba tan claro si dormir antes del aprendizaje “prepara” de alguna manera al cerebro para fijar recuerdos.
El año pasado Nature Neuroscience publicó un artículo describiendo el siguiente experimento: Se formaron dos grupos de voluntarios. A unos les hicieron pasar una noche en vela, y a otros no. A las 6 de la tarde del día siguiente les pasaron unos tests en los que debían memorizar imágenes. Luego les dejaron ir a dormir a todos y seguir su rutina normal. Dos días más tarde les volvieron a pasar una serie de fotografías intercalando imágenes del primer test, y otras parecidas. Tenían que discernir si ya las habían visto o no. El grupo que pasó una noche sin dormir obtuvo resultados significativamente peores del que había descansado.

Dormir como fuente de inspiración
Tampoco está claro si se trata de un mito o una realidad la idea de que mientras dormimos, el cerebro reorganiza recuerdos y encuentra soluciones más creativas a problemas que nos van rondando por la cabeza.
En 2004 se realizó un estudio para ver si dormir aumentaba la perspicacia a la hora de resolver series de cifras incompletas, en las que habían reglas “ocultas”. Se hicieron tres grupos de participantes. El primero se entrenó brevemente a las 11 de la mañana, y pasó les test a las 7 de la tarde. El segundo se entrenó a las 11 de la noche, no durmió, y pasó el test a las 7 de la mañana. El tercero se entrenó también a las 11 de la noche, pero fueron a dormir tranquilamente, e hicieron la prueba a las 7 de la mañana.

Era previsible encontrar diferencias entre el grupo que había pasado una noche en vela y el que había dormido, pero no se esperaban una mejora tan grande respecto al que se había entrenado de día.
Los científicos concluyeron que dormir reestructuraba las memorias recién aprendidas, facilitaba la extracción de conocimiento explícito y aumentaba la perspicacia para solucionar problemas.

Más habilidosos si dormimos
El tercer estudio que se comentó era sobre el aprendizaje de habilidades motoras. Tenías que aprender a pulsar lo más rápido y preciso posible una sencilla serie de números en un teclado (4-1-3-2-4) en un teclado.
Un grupo se entrenaba a las 10 de la mañana, repetía la prueba a las 10 de la noche, iba a dormir, y lo volvía a hacer a las 10 de la mañana del día siguiente. El otro grupo empezaba entrenándose a las 10 de la noche, iba a dormir, repetía a las 10 de la mañana, y de nuevo a las 10 de la noche.
Como podéis ver en el gráfico de abajo, no importaba si se trataba del segundo o tercer intento. La gran mejora en precisión y rapidez motora coincidía con la prueba hecha tras dormir.

Entonces… ¿Qué ha pasado con lo “aprendido” durante mis jornadas en NY? ¿Cómo han influido las pocas horas de sueño de los últimos días? Sobretodo la juerga del jueves… ¿Evitó que se “consolidaran” las charlas de ese día, y que mi cerebro se “preparara” para las del viernes? Y no se trataba de cansancio o falta de concentración; el café y el estímulo intelectual me mantenían bien despejado y atento.
Pero quizás si en lugar de salir por ahi hubiera hecho deporte, según otros estudios que relacionan el ejercicio físico con la generación de nuevas neuronas y la mejora de capacidades mentales, ahora recordaría más detalles de la conferencia...
Ya sé que la selección natural consideró que olvidar y modificar recuerdos tenía su lado positivo, pero no creo que la evolución pensara que acabaríamos atendiendo conferencias y recibiendo tal densidad de datos. Las limitaciones de la memoria a veces son frustrantes.
En casos como estos… ¿os tomarías vosotros pastillas que aumentaran vuestras capacidades cognitivas y mejoraran la memoria?

Queridos amigos,

¡Estrenamos la sección “Científicos exiliados”!

En ella investigadores españoles nos explicarán de forma muy, pero que muy sencilla y directa: qué quieren averiguar, cómo pretenden averiguarlo, y por qué sus estudios son importantes.

Pero no lo harán sólo mediante el texto que escriban en el post. Los científicos que participen contestarán a todas las preguntas que les hagáis a través de los comentarios. Por favor, no os cortéis. Podéis preguntarles sobre su investigación específica, sobre su campo de estudio más general, o sobre lo que os apetezca.
¿Tenéis alguna duda sobre neurociencia? Os presento al primer científico exiliado que os la puede intentar resolver:

¿Dónde se guardan los recuerdos? por Miquel Bosch

Conocí a Miquel durante una fiesta en Cambridge. Llegó a la 1:30 de la madrugada. “Si que llegas tarde!” comenté cuando me lo presentaron. Con cara de resignación me dijo que trabajaba todos los sábados por la noche, ya que es el único momento que queda libre el microscopio multifotónico con el que investiga. Cambiamos de tema…
Charlando sobre divulgación científica me explicó que ganó un accésit del premio Joan Oró organizado por la Asociación Catalana de Comunicación Científica . “Hombre! Yo firmé tu cheque!” espeté al descubrir la coincidencia, “fui el tesorero en la junta directiva de la ACCC...”
Fuimos a buscar más cervezas, pero ya no quedaban.

Escribe Miquel…

Cierren los ojos por un momento y intenten recordar su profesor de biología favorito de la escuela primaria. De repente se les habrá aparecido una cara en la que seguramente hacía mucho tiempo que no pensaban. Bien, pues, ¿dónde estaba ese recuerdo? ¿En forma de qué? ¿Qué ha pasado en este instante en su cerebro para que esa imagen emerja a la conciencia?

¿Quién eres, y qué quieres averiguar?

Mi nombre es Miquel Bosch y ésa es una cuestión que me tiene obsesionado: ¿Cómo funciona la memoria? ¿Cómo se puede almacenar información en esa masa grasienta que tenemos por cerebro? Por suerte, en estos momentos me encuentro en uno de los mejores lugares para contestar esta pregunta: el Picower Institute for Learning and Memory del MIT, en Cambridge, USA. Después de cuatro años de intensa tesis en el mundo de las células madre en la Universidad de Barcelona y de una interesantísima estancia de medio año en el NIBB de Okazaki, Japón, he cogido de nuevo las maletas y me he ido esta vez a Massachussets, a disfrutar de su crudo invierno y su dieta no-mediterránea.
Aquí tengo el privilegio, y la responsabilidad, de disponer de la más cara y refinada tecnología para resolver mis inquietudes, gentileza de mi supervisor, el profesor Hayashi, y su mentor, el profesor Tonegawa, premio Nobel en 1987.

¿Cómo pretendes averiguarlo?

Para estudiar la memoria lo mejor es empezar por el principio: por las neuronas. El cerebro humano dispone de unos cien mil millones de ellas. Cada una puede llegar a formar diez mil contactos con otras neuronas. Hagan cuentas. No se sabe con certeza cuántas neuronas y cuántos de esos contactos participan de la formación de un solo recuerdo.
Hace unos 35 años se descubrió que esos contactos, o sinapsis, no son estáticos sino flexibles: pueden reforzarse y transmitir mejor el impulso eléctrico, o bien pueden debilitarse hasta desconectarse. Ésta, se pensó, podría ser la base de la memoria y el aprendizaje. Pero todavía hoy en día no entendemos bien cómo funciona el asunto. La cuestión no es nada sencilla de abordar. Hablamos de billones de sinapsis, todas transmitiendo al mismo momento, todas cambiando constantemente para grabar o borrar las señales eléctricas y químicas que llamamos trazas de memoria. Evidentemente no podemos estudiar todos esos cambios al mismo tiempo. Estudiaremos uno de ellos para entender el conjunto. Y lo haremos con rayos de luz.

La espléndida tecnología de la que les hablo es la microscopía multifotónica. Rayos láser de luz infrarroja permiten activar uno sólo de esos contactos entre millones y observar, en tiempo real, cómo se mueven las moléculas en su interior. Solamente allí donde dos fotones del láser coincidan al mismo tiempo se liberará el neurotransmisor enjaulado y se activarán los hambrientos receptores neuronales.

En este video vemos sinapsis en plena acción de grabar un recuerdo.
Las protuberancias que Ramón y Cajal llamó espinas dendríticas, donde residen las sinapsis, experimentan evidentes cambios de forma cuando son potenciados mediante el glutamato liberado por el láser (el punt orojo). Millones de cambios como estos puede que tengan lugar cada minuto en nuestro cerebro mientras aprendemos, recordamos u olvidamos. Muchas espinas se expanden, otras se contraen, algunas aparecen de la nada, otras desaparecen para siempre.
Pero ahí hay un misterio aún sin resolver: ¿cómo se acuerda esa espina que la señal que ha recibido merece la pena de ser recordada?¿Cómo consigue mantener ese estado potenciado durante horas o incluso años cuando las proteínas que la componen se reciclan continuamente en cuestión de segundos o minutos?¿Quién recuerda los recuerdos en realidad? Bueno, en eso estamos...Modificando genéticamente las proteínas neuronales podemos ver cómo viajan de un lugar a otro en los primeros minutos de la formación de la memoria o cómo flotan frenéticamente en la membrana neuronal mientras tiene lugar la descarga eléctrica. Esto lo hacemos marcándolas con proteínas fluorescentes extraídas de las medusas o bien enganchándolas a pedruscos nanoscópicos luminosos de múltiples colores. Todo esto nos puede llevar a entender un poco más el oscuro funcionamiento de la memoria y el aprendizaje, y aportar soluciones a los casos donde éstos fallan, como en el Alzheimer o el retraso mental.

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¿Hay vida después del MIT? Ciertamente el MIT es un lugar especial. Montañasde dinero, tanto público como privado. Igual cantidad de mentes privilegiadas, engreídas, locas o soñadoras. Un poco de competitividad salvaje y otro poco de maravillosa fascinación por el arte de la ciencia. Un lugar "stoop-pendo" donde disfrutar de la belleza del descubrimiento o donde extinguirse miserablemente bajo la presión asfixiante.
En las largas horas que paso observando las neuronas,en una ruidosa y claustrofóbica habitación del laboratorio, con mi microscopio de un millón de dólares, me sobreviene otra pregunta obsesiva. ¿Podré llevar a cabo ciencia del mismo nivel y contestar preguntas fundamentales en un lugar que no sea la superpotencia científica que indudablemente son los USA? ¿Hay algún sitio en España, o en Europa, con los mismos recursos y ambiciones, con el mismo espíritu internacional e interdisciplinar, con las mismas ganas de desarrollar proyectos de riesgo que desemboquen en asombrosos descubrimientos y posibles premios Nobel, como en el MIT? Lo más importante, ¿podré volver a la dieta mediterránea?

Miquel Bosch