Acetilcolina: el neurotransmisor que potencia las conexiones neuronales

Una investigación recientemente publicada en la revista Cell Reports, encabezada por Mora Ogando, doctorada en el  Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires (IBioBA, CONICET-Partner Institute of the Max Planck Society), bajo la dirección de Antonia Marin-Burgin, investigadora del CONICET en el IBioBA, describe el mecanismo por el cual un neurotransmisor relacionado a la consolidación de recuerdos, el aprendizaje, la acción de algunos músculos y la percepción del dolor, conocido como acetilcolina, aumenta la plasticidad sináptica provocando una potenciación de largo término.

A partir de este estudio, el equipo comprobó que en el hipocampo, la acetilcolina desinhibe, por un momento, a las neuronas excitatorias. Es por esto que es más fácil que se produzcan fenómenos de plasticidad sináptica, que, en definitiva, son los que permiten formar memoria. “Es decir, lo que vimos es que las sinapsis que justo se activaron cuando se liberó la acetilcolina se potencian y que esta potenciación permanece en el tiempo”, afirma Marin-Burgin.

El rol central del giro dentado del hipocampo en la formación de nuestra memoria

El grupo de trabajo que conduce Antonia Marin-Burgin viene estudiando hace varios años los mecanismos de la ‘puerta de entrada’ al hipocampo: el giro dentado. Esta región, encargada de recibir información desde la corteza, juega un papel fundamental en la formación de la memoria. Es en este lugar clave donde se produce la neurogénesis, es decir, el nacimiento de neuronas nuevas -llamadas neuronas granulares (GCs)- en el cerebro adulto, mecanismo que vienen estudiando hace muchos años en el laboratorio.

Sin embargo, el paper publicado no trabajó sobre neuronas nuevas porque durante el proceso de investigación empezaron a vislumbrar el efecto de la neuromodulación colinérgica sobre las neuronas maduras: el hipocampo recibe señales desde el séptum, una región colinérgica, es decir que tiene neuronas que liberan acetilcolina.

“Nos preguntamos qué pasa con el otro 95 por ciento de las neuronas, las neuronas maduras: Estas neuronas normalmente se encuentran muy controladas por neuronas inhibitorias, que regulan su actividad y evitan procesos de actividad exacerbada como por ejemplo durante la epilepsia. Sin embargo, en este trabajo encontramos que en determinados momentos, como cuando se libera acetilcolina, ese estricto control inhibitorio se apaga y permite aumentar la actividad de las neuronas granulares ante la llegada de estímulos, es decir, en presencia de acetilcolina las neuronas maduras adquieren propiedades parecidas a las inmaduras”, explica Ogando.

¡Hay match!

El grupo de investigación detectó una coincidencia: vieron que si en el mismo momento en que se libera acetilcolina se recibe un estímulo, es mucho más probable que quede fijado el recuerdo de ese estímulo. “Entonces esto es importante porque se sabe que la acetilcolina se libera en situaciones en las cuales los animales están alertas, es una señal para recordar eso que ocurre en un momento determinado. Y lo que vimos nosotros es un mecanismo más celular y sináptico de cómo podría ocurrir eso, bueno sucede porque hay una desinhibición de las neuronas excitatorias y eso hace que los estímulos que llegan en el mismo momento se fijen más”, expresa Marin-Burgin .

En síntesis: para poder formar nuevas memorias se necesita que haya plasticidad en las sinapsis, y ésta plasticidad se ve favorecida cuando hay acetilcolina y se produce un mecanismo de desinhibición de las neuronas excitatorias.

El mecanismo que descubrió el equipo, sobre el rol modulador de la acetilcolina en la actividad del hipocampo, que permite aumentar su respuesta y potenciar sus sinapsis, es algo muy novedoso “y podría habilitar, a futuro, el diseño de drogas más específicas”, imagina Marin-Burgin . Es interesante mencionar que en la enfermedad de Alzheimer, la formación de memoria está alterada, y uno de los pocos tratamientos que existen son drogas relacionadas al aumento de la acetilcolina. “Este trabajo aporta al entendimiento de los mecanismos por los cuales la acetilcolina puede favorecer la formación de memoria. Uno podría pensar entonces, que los estímulos que ocurran cuando el cerebro libera acetilcolina son los que más probablemente sean recordados”, concluye Mora.

También participaron de la investigación Olivia Pedroncini, Noel Federman, Sebastián A. Romano, y Damián Refojo, del IBioBA,  y Luciano A. Brum y Guillermo M. Lanuza, del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-Fundación Instituto Leloir) .202

Este trabajo se enmarca dentro de la línea de investigación de neurociencia del IBioBA, cuyo objetivo es dilucidar el desarrollo y la función de los circuitos neuronales involucrados en las conductas y en el comportamiento a partir de análisis genéticos, moleculares, celulares, comportamentales y de circuitos; y específicamente pertenece al área de estudio de procesamiento de estímulos en el giro dentado del hipocampo. Para más información, haga click en el enlace.