Marta Navarrete descubre un mecanismo cerebral clave que puede impulsar el desarrollo de tratamientos personalizados para trastornos de aprendizaje y recompensa
Un equipo liderado por Marta Navarrete ha descubierto un mecanismo clave en los procesos de aprendizaje y recompensa. Mediante experimentos en ratones, la investigadora ha demostrado que ciertas células cerebrales llamadas astrocitos forman subgrupos especializados que codifican las memorias en las tareas relacionadas con el aprendizaje y la recompensa. Navarrete espera que sus resultados, publicados en Nature Neuroscience, puedan contribuir a crear tratamientos más personalizados para trastornos de salud mental relacionados con la formación de memorias.
27 febrero, 2025
“Siempre se ha pensado que el cerebro funciona gracias a las neuronas, pero también hay otros tipos de células, como los astrocitos, que ahora sabemos que son tan importantes como las neuronas en el procesamiento de la información”, afirma Navarrete. Científica titular en el Instituto Cajal del CSIC, en 2014 obtuvo una Beca Leonardo en Biomedicina con la que estudió la comunicación entre los astrocitos y las neuronas en la enfermedad de Alzheimer.
En esta ocasión, se ha enfocado en estudiar si los astrocitos —un tipo de célula del cerebro que tiene forma de estrella— tienen una función homogénea dentro del cerebro o, según sospechaba, se diferencian según la función que tengan. Para averiguarlo, con su equipo ha creado una técnica llamada AstroLight que les ha permitido marcar los astrocitos que están activos e incluso manipularlos. “Como en toda la ciencia, el desarrollo científico viene dado por un desarrollo tecnológico —explica la científica—. Hemos tenido que crear una herramienta para poder abordar nuestras preguntas, y nos ha dado la capacidad de observar diferentes astrocitos dependiendo de su función. Hemos descubierto que existe heterogeneidad funcional de astrocitos, y eso implica que son capaces de codificar memoria”.
El experimento consistió en una tarea llamada de “aprendizaje pavloviano”, en la que el ratón aprende a asociar la luz proveniente de una determinada dirección con una recompensa (en este caso, agua con azúcar). El equipo de Navarrete dispuso una caja con una luz situada al lado de la recompensa, y otra en un lugar de apariencia idéntica salvo por la falta de recompensa. Se esperaba así que el ratón aprendiera a asociar la primera luz con la recompensa, y acabara por preferirla.
Mientras el ratón bebía en el lado de la caja donde estaba situada la recompensa, Navarrete y su equipo marcaron los astrocitos que estaban activos en ese momento. Una vez marcados, enseñaron las dos luces al animal, de forma que este tenía que decidir si iba hacia un lado o hacia el otro. El equipo comprobó, al realizar el experimento con varios ratones, que iban siempre hacia el lado donde estaba la recompensa.
Sin embargo, al manipular los astrocitos que habían marcado en la primera fase para provocarles una pérdida de función, los animales ya no iban siempre hacia el lado de la recompensa. Con ello demostraron que ese grupo de astrocitos era necesario para esta labor. Por otro lado, activando solo los astrocitos que estaban activos en la primera fase, los ratones sí iban siempre hacia el lado del premio de agua azucarada, mostrando así que eran suficientes para la tarea de aprendizaje y recompensa.
Terapias para patologías relacionadas con la formación de memorias
“Por eso decimos que hemos demostrado que esa red de astrocitos es la que codifica la información”, apunta Navarrete. “Todos los trabajos clásicos desde Ramón y Cajal siempre han dicho que las neuronas son las únicas células capaces de hacer esa actividad. Pero nosotros proponemos que no es así, sino que la red neuronal y la red astrocitaria, unidas, son las que hacen que podamos aprender y tener memoria”.
La investigadora espera que estos resultados puedan sentar las bases de unos tratamientos más personalizados para los trastornos relacionados con el aprendizaje y la recompensa. “No todas las células son iguales. Tenemos que entender cómo se crea el circuito celular que entra en juego en el sistema de recompensas y adicciones, e incluso también en trastornos de comportamiento como la depresión, en una persona específica. Son esas células las que hay que tratar específicamente, no todo el grupo en general, para evitar efectos secundarios”, expone Navarrete.
“Estamos descubriendo la base de cómo se forman las memorias”, continúa la científica, “y me gustaría crear el conocimiento básico sobre los mecanismos involucrados. Sabiendo eso, seguramente seamos capaces de manipular estos mecanismos de forma efectiva para tratar cualquier patología relacionada con la formación de memorias”, concluye.