En lo que respecta a cómo experimentamos, interactuamos y nos desenvolvemos en nuestro mundo, el tiempo lo es todo. Y una nueva investigación en ratones sugiere que un conjunto específico de células es fundamental para la forma en que aprendemos comportamientos complejos que dependen del tiempo.
El descubrimiento de un equipo de la Universidad de Utah (EE.UU.) podría eventualmente ayudar a detectar la aparición de enfermedades neurodegenerativas que afectan la percepción del tiempo, como Alzheimer.
Para crear una memoria para tus archivos personales, tu cerebro debe codificar el tiempo y la secuencia de los eventos a medida que los experimentas. Crea esta línea de tiempo utilizando circuitos en el cerebro medial. lóbulo temporal (MTL), uno de los cuales es el medial corteza entorrinal (MEC).
Este circuito MEC tiene ‘células de tiempo’ que se activan en momentos específicos durante las tareas, en una escala de segundos y minutos, una especie de metrónomo interno orgánico que nos ayuda a realizar un seguimiento del tiempo en el momento.
Los científicos sospechan que este “temporizador” puede dejar su huella en recuerdos episódicos, por lo que los “cuadros” de nuestra experiencia se reproducen en secuencia, con un ritmo incorporado. Pero para hacerlo, estas células del tiempo necesitarían dinámicas de aprendizaje que les permitan codificar diferentes contextos temporales.
Sabemos que las “células espaciales” dentro del MTL pueden reorganizar sus “campos de disparo” según los contextos espaciales, a medida que un animal se mueve a través de entornos diferentes y cambiantes.
Los investigadores querían investigar si las células del tiempo tienen una capacidad similar para “remapear” diferentes contextos temporales. Combinaron una tarea compleja de aprendizaje basada en el tiempo con imágenes cerebrales para observar patrones de actividad de las células del tiempo.
Si las células del tiempo son tan flexibles como sus primas espaciales, el equipo hipotetizadoentonces “(1) secuencias distintas de células de tiempo se activarán a medida que los animales aprendan a identificar un nuevo contexto temporal, formando un mapa o ‘línea de tiempo’ único de cada contexto temporal, y (2) dicha dinámica apoya el aprendizaje del comportamiento temporal”.
En la primera prueba, los ratones completaron una tarea en la que el momento de los eventos era crucial, distinguiendo entre un estímulo olfativo con un momento variable, para obtener una recompensa.
Los patrones de actividad celular en el tiempo fueron consistentes independientemente del patrón de estímulo olfativo, pero se volvieron más complejos a medida que los ratones aprendieron, desarrollando “escalas de tiempo” únicas correspondientes a cada estímulo.
Y cuando los ratones se equivocaron en la prueba, los investigadores notaron que sus células del tiempo también se activaban en el orden incorrecto.
“Se supone que las células de tiempo están activas en momentos específicos durante el juicio”, dice El neurobiólogo Hyunwoo Lee dijo: “Pero cuando los ratones cometieron errores, esa actividad selectiva se volvió desordenada”.
Cuando los investigadores bloquearon químicamente el MEC, desactivando las células de tiempo de los ratones, los animales aún pudieron percibir y predecir el tiempo de los eventos, pero les resultó imposible aprender la tarea basada en el tiempo desde cero.
“Sorprendentemente, las células del tiempo desempeñan un papel más complicado que el simple seguimiento del tiempo”, dice La primera autora del estudio, la neurobióloga Erin Bigus.
“El MEC no actúa como un cronómetro muy simple, necesario para medir el tiempo en cualquier circunstancia simple. Su función parece ser la de aprender estas relaciones temporales más complejas”.
Esta investigación podría conducir a una mejor comprensión de las condiciones psicológicas en las que las personas experimentan el tiempo de manera muy diferente, como el Alzheimer, que ya sabemos que afecta al MEC en las primeras etapas de su progresión.
“Estamos interesados en explorar si las tareas de comportamiento de sincronización compleja podrían ser una forma útil de detectar la aparición temprana de la enfermedad de Alzheimer”. dice El autor principal del estudio, el neurobiólogo James Heys.
También hay creciente interés en cómo la ‘ceguera del tiempo’ –un síntoma de TDAH y autismo – surge. Comprender cómo se mapea y registra el tiempo en el cerebro podría ayudar a avanzar en las investigaciones también en ese ámbito.
Los investigadores señalan que si bien encontraron que el MEC tiene un papel claro en la sincronización, hay otras regiones en el MTL, como el hipocampo y el nervio lateral. corteza entorrinalque también codifica el tiempo.
“Una dirección clara para el futuro implicará probar la necesidad de otras regiones MTL”, dijo el equipo. escribe.
Esta investigación fue publicada en Neurociencia de la naturaleza.