jueves, 13 de agosto de 2009

Cascada rio abajo por los torrentes existenciales y moleculares de nuestra vida

Every day we're standing in a time capsule
Racing down a river from the past
Every day we're standing in a wind tunnel
Facing down the future coming fast
-Rush, Turn the Page



Ya lo dijo Heráclito: no nos bañamos dos veces en el mismo rio. Todo en la vida es un flujo constante de materia y energía. Desde que no eramos más que un puñado de células en el vientre de nuestra madre, hasta el día de nuestra muerte, e incluso después, la materia que nos da forma habrá de seguir transformándose hasta confundirse con lo inorgánico que nos rodea.

Pero en este proceso continuo de evolución hay un momento crucial, el momento en que cobramos conciencia plena de que existimos, de que estamos aquí, de que hemos sido "arrojados en este mundo", como decía Heidegger. En ese instante hace su aparición la memoria, y con ella nuestra historia autobiográfica. A partir de ese instante mágico, nuestro cerebro-mente empieza a dejar un registro palpable de lo que nos pasa y de lo que nos rodea. Todo lo anterior quedará reducido a una bruma imprecisa, vagas sensaciones y asociaciones sin nombre ni color. Pero a partir de ese momento, empezaremos a escribir nuestra historia. De ahí en adelante, recordaremos las experiencias, personas, emociones y situaciones, que habrán de dar forma a nuestro ser en el mundo.

Y sin embargo no somos capaces de recordar todo aquello por lo que hemos pasado, hay cosas que simplemente pasan por nuestro devenir, sin dejar huellas. Otras en cambio, jamás las olvidaremos, la magia envolvente del primer amor, la tristeza de una despedida, aquel amigo que nos ayudó a superar un trance difícil, la alegría inconmensurable del nacimiento de un hijo.

¿Qué hace que algunas cosas permanezcan en nuestra memoria y otras se desvanezcan como si nunca hubieran ocurrido?

Creo que Virginia Woolf, en "Sketch of the Past" (1953), ha formulado esta pregunta mejor que nadie:
"These scenes. . . why do they survive undamaged year after year unless they are made of something comparatively permanent?"

Y claro, la cita no es gratuita, ya que ha sido repetidamente recordada por muchos neurocientíficos que han hecho de la memoria su objeto de desvelo. Precisamente, a partir del trabajo del legendario Eric Kandel, que describió los mecanismos celulares y moleculares de la formación de nuevos recuerdos en sus elegantes experimentos con el caracol marino Aplysia Californica (trabajo que le valió el premio Nobel del año 2000), la visión oficial de las neurociencias aparentemente le ha dado la razón a la escritora. La memoria como una arquitectura neural conectando con mayor fuerza algunas neuronas con otras en determinados circuitos subyacentes al tipo de memoria en cuestión (episódica, emocional, procedural, etc.).

Según este modelo, la formación de nuevas memorias requiere de un aumento en la activación de un circuito específico, cuya conectividad funcional quedaría fortalecida a partir de la creación de nuevas sinapsis entre las neuronas que lo constituyen. En el caso de la Aplysia, Kandel y sus amigos mostraron que para que haya un aprendizaje y la memoria del evento en cuestión perdure, deben ocurrir ciertos cambios estructurales en las neuronas involucradas. La sensibilización (o aumento de la intensidad de la respuesta) del reflejo de retracción de las agallas del caracol depende de mecanismos de señalización intracelular conocidos en jerga de biología molecular como "cascada rio abajo". Se trata de una cadena secuencial de reacciones enzimáticas al interior de la neurona generadas a partir de una señal nerviosa que llega desde el exterior (sinapsis con otras neuronas), la que da el puntapié inicial a una serie señales internas y cambios metabólicos que -finalmente- activan ciertos genes en el núcleo de la célula, los que a su vez dan origen a nuevas proteínas que habrán de fortalecer la conectividad del circuito ya que son la materia prima para construir nuevas sinapsis.



Mecanismos de sensibilización a corto y largo plazo en Aplysia.

Sensibilización a corto plazo: El shock en la cola activa una vía serotoninérgica que hace contacto en el terminal presináptico de la neurona sensorial. Como el receptor de serotonina esta acopado a una proteína G, su estimulación promueve, a través de la enzima adenilato ciclasa, la formación de AMP cíclico, el que a su vez activa a las proteínas kinasas dependientes del AMP cíclico (proteínas kinasas A) uniéndose a las sub-unidades reguladoras y liberando las sub-unidades catalíticas. De este modo, las proteínas kinasas A pueden fosforilar los canales de potasio, cerrándolos temporalmente, lo que prolonga el potencial de acción y aumenta el flujo de calcio al interior de la célula. La consecuencia es un incremento en la liberación de glutamato, lo que explica la respuesta aumentada de la neurona motora (que controla el reflejo de retracción de las agallas).
Sensibilización a largo plazo:
al aumentar el número de estímulos, se genera una mayor concentración de AMP cíclico, lo que hace que las proteínas kinasas A viajen hasta el núcleo de la célula. En el camino, reclutan a las kinasas MAP (mitogen activated protein), que también penetran en el núcleo. Una vez allí, las proteínas kinasas activan una proteína reguladora llamada CREB (cyclic AMP response element binding protein), la cual se une a un promotor que activa la expresión génica de la célula, dando origen a nuevas proteínas que habrán de servir de ladrillos moleculares para los cambios estructurales que subyacen a la memoria a largo plazo. De esta suerte, la cascada molecular intracelular, generada a partir de eventos ambientales de importancia para la supervivencia del organismo, penetra hasta el lugar más recóndito -el núcleo- de las neuronas que participan en el circuito que procesa dicha información ambiental. El resultado final es un cambio estructural (mayor número de conexiones sinápticas) que reforzará la conectividad funcional del circuito, dando lugar a una memoria permanente de los eventos que generaron la activación del circuito para empezar.

Más tarde, se corroboró que en muchas otras especies (mamíferos incluidos) los mecanismos moleculares de formación de memoria a largo plazo son bastante similares a los descritos por Kandel (casi puedo imaginar a Darwin, sonriendo complacido al escuchar esto, a propósito de la conservación de sistemas biológicos eficaces a través de distintas especies). En el cerebro de los mamíferos, la formación de memoria a largo plazo depende de un fenómeno llamado LTP (long term potentiation) que tiene lugar en el hipocampo (estructura clave para la memoria declarativa). En el LTP, se produce un aumento de la entrada de calcio a la neurona post-sináptica gracias a la participación de los receptores NMDA de glutamato (uno de los principales neurotransmisores excitatorios del sistema nervioso central). Este torrente de calcio que entra a la célula, da inicio a una cascada de señales intracelulares que tiene como resultado final una activación de los genes que codificarán nuevas proteínas para fortalecer la unión sináptica entre las neuronas involucradas en la generación del LTP (ciertamente un mecanismo bastante similar al descrito por Kandel en la Aplysia).

Hasta ahí todo bien, en los círculos científicos se aceptaba entonces que una vez que un recuerdo pasaba a la memoria a largo plazo (consolidación), éste permanecería inalterado, sin daño, pues estaba hecho de un material (léase: nuevas sinapsis) comparativamente permanente, como sugería Virginia Woolf.

La palabra clave aquí es permanente...¿Es realmente la memoria a largo plazo algo permanente e inalterado como los estudios neurobiológicos parecían señalar?

Pues bien, hoy sabemos que no es así. La memoria a largo plazo no es inalterable, sino más bien lábil y modificable. Cada vez que recordamos algo, en ausencia del estímulo original, estamos reescribiendo sutilmente la historia que recordamos, alterándola sin siquiera darnos cuenta. Karim Nader, de la universidad de McGill quien realizó este increíble descubrimiento, publicó un famoso paper el año 2000 acerca del fenómeno que llamó "reconsolidación". A partir de ese momento, surgió una profunda revolución en la forma en que entendemos la memoria, pues muchos laboratorios se abocaron al estudio de la reconsolidación, replicando los hallazgos de Nader en diversas especies y distintos sistemas de memoria (emocional, espacial, etc.).

Por ejemplo, se ha visto que la reconsolidación depende de la síntesis de nuevas proteínas, que son reclutadas a partir del recuerdo de la experiencia original. Algo así como una actualización de la memoria original, que permite en forma dinámica, la incorporación de nuevos elementos. Del mismo modo, la desestabilización (o debilitamiento) de la memoria depende de que ciertas proteínas involucradas sean "desarmadas" por medio de la manipulación experimental.

Así, los descubrimientos de Nader sugieren que cada vez que recordamos algo, al recuperar esa memoria, ésta se vuelve vulnerable y pasa por un estado en el que puede ser cambiada, fortalecida o debilitada.

Ya había sido mostrado por Elizabeth Loftus, psicóloga de la Universidad de Washington, lo fácil que es implantar recuerdos falsos en la memoria. Otros investigadores en ciencias cognitivas también encontraron fenómenos que cuestionaban la visión de la memoria como una recapitulación exacta del pasado neuralmente codificada. En lugar de ser una imagen fiel del pasado, los psicólogos han propuesto que la memoria es más bien como un collage cambiante, una narrativa recreada a partir de retazos y vuelta a construir de nuevo cada vez que es recordada.

En suma, además de las posibilidades terapéuticas que la reconsolidación de la memoria ofrece (ya se han realizado estudios muy promisorios con estrés post-traumático, por ejemplo), lo que a mí me conmueve realmente es la naturaleza transitoria de nuestra experiencia vital. Vuelvo a la canción Turn the Page de Rush, cada día estamos viajando en una cápsula del tiempo, navegando por el rio desde el pasado, parados en un túnel de viento, de cara al futuro que se avecina rápido...

Claro, la realidad material, biológica, que da cuerpo a nuestra psique (con todo lo que ello implica), los billones de neuronas que pueblan nuestra masa encefálica, con sus trillones de conexiones sinápticas, en constante actividad, en constante cambio, fluyendo con nuestro devenir en esta realidad, sólo nos permite un pequeño margen de certidumbre. La certeza de estar vivos aquí y ahora, en este momento fugaz que se desliza suavemente, que no es posible capturarlo, y que constantemente se nos pasa por el lado sin percatarnos. Sumidos como estamos en preocupaciones y anticipaciones de lo que vendrá, y también en los recuerdos con que reescribimos nuestra historia cada vez que los actualizamos en nuestra memoria. .

"Has it ever struck you. . . that life is all memory, except for the one present moment that goes by you so quickly you hardly catch it going? It's really all memory . . . except for each passing moment."
---Tennessee Williams, "The Milk Train Doesn't Stop Here Anymore"






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