Un estudio del Instituto de Neurociencias revela que un entorno estimulante en la infancia activa procesos moleculares que mejoran la memoria y el aprendizaje, destacando la importancia de las experiencias tempranas.
Un equipo de investigadores del Instituto de Neurociencias (IN), que forma parte del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, ha realizado un descubrimiento significativo en el ámbito del aprendizaje y la memoria. Este estudio revela un mecanismo molecular que ayuda a entender por qué crecer en un entorno estimulante puede mejorar la memoria, mientras que la falta de estímulos tiene efectos negativos en esta capacidad cognitiva.
El trabajo, publicado en la prestigiosa revista Nature Communications, se llevó a cabo utilizando ratones como modelo experimental. Los científicos encontraron que el ambiente durante la infancia y adolescencia deja una huella duradera en el cerebro al activar o desactivar el factor de transcripción AP-1. Este interruptor regula la expresión de genes relacionados con la plasticidad neuronal y el aprendizaje, identificando así un mediador molecular que convierte experiencias vitales en cambios permanentes en las funciones cognitivas.
Para llevar a cabo este análisis, el grupo liderado por el investigador del CSIC Ángel Barco sometió a ratones jóvenes a tres condiciones diferentes: un entorno enriquecido con juguetes y oportunidades para socializar; un entorno estándar; y uno empobrecido caracterizado por aislamiento y carencia de estímulos. Después de varias semanas, los resultados mostraron que los animales criados en el entorno enriquecido presentaron un rendimiento notablemente superior en tareas relacionadas con el aprendizaje y la memoria, a diferencia de aquellos que crecieron en condiciones menos estimulantes.
A través de técnicas avanzadas de genómica y epigenética, los investigadores observaron cómo las experiencias tempranas afectan de manera sostenida la actividad del factor AP-1. La activación de este factor potencia redes génicas que refuerzan las conexiones neuronales, mientras que su inactivación reduce esos mismos procesos. Para validar estos hallazgos, se bloqueó experimentalmente el gen Fos, una subunidad esencial del complejo AP-1. Esta intervención demostró que los ratones no experimentaban los beneficios del entorno enriquecido, lo cual subraya la importancia crítica de AP-1 para facilitar mejoras cognitivas.
"Desde hace décadas sabíamos que el entorno durante la crianza influye en las capacidades de aprendizaje, pero desconocíamos el mecanismo exacto detrás de esto", comenta Ángel Barco. "Lo sorprendente es cómo un único factor de transcripción puede actuar como punto de convergencia para diversas experiencias como estimulación sensorial, ejercicio e interacción social". Esta revelación es fundamental para comprender cómo el contexto ambiental moldea nuestras capacidades memorísticas.
Además, el estudio indica que no todas las neuronas responden igual al entorno. Al examinar poblaciones neuronales específicas, se descubrió que AP-1 presenta respuestas diferenciadas en dos tipos cruciales para el aprendizaje espacial y la formación de recuerdos. Según Marta Alaiz-Noya, coprimera autora junto a Federico Miozzo y Miguel Fuentes Ramos, "la activación robusta de AP-1 en entornos enriquecidos activa programas génicos que permiten al cerebro adoptar un modo propicio para el aprendizaje".
Los resultados obtenidos refuerzan la idea de que la estimulación ambiental y las interacciones sociales durante las etapas tempranas no solo enriquecen nuestras vidas, sino que también dejan una huella biológica significativa en nuestro cerebro. Esto abre nuevas posibilidades para desarrollar estrategias terapéuticas destinadas a replicar los efectos positivos del entorno enriquecido en casos relacionados con trastornos del neurodesarrollo o deterioro cognitivo", destaca Federico Miozzo.
Este artículo ha contado con la colaboración de expertos de la Facultad de Matemáticas, Informática y Mecánica de la Universidad de Varsovia (Polonia), quienes contribuyeron al análisis bioinformático relacionado con los datos sobre metilación del ADN obtenidos en los distintos ambientes estudiados. La investigación fue posible gracias al apoyo financiero proporcionado por diversas instituciones, incluyendo Fundación “la Caixa”, Agencia Estatal de Investigación e Instituto de Salud Carlos III.
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