La memoria celular es una hipótesis paralela a la MC, que postula que los recuerdos pueden almacenarse fuera del cerebro, en todas las células. [13] Algunos pacientes que han recibido trasplantes de órganos creen en la idea de que los tejidos no cerebrales pueden tener recuerdos, aunque esto se considera imposible. El autor afirmó que las historias son intrigantes y podrían dar lugar a investigaciones científicas serias en el futuro. [13] En su libro TransplantNation, Douglas Vincent sugiere que los recuerdos, pensamientos, emociones y preferencias atípicos recién adquiridos tras un trasplante de órgano sugieren más la influencia de los fármacos inmunosupresores y el estrés de la cirugía sobre la percepción que una transferencia legítima de memoria. En otras palabras, "tan imaginario como un mal viaje de LSD u otra droga psicotrópica ". [14]
La memoria celular se refiere a la capacidad de las células para retener información sobre estados, exposiciones o eventos pasados y adaptar sus respuestas en consecuencia. Este concepto sustenta diversos procesos fisiológicos y patológicos, a menudo mediados por vías hormonales, ciclos de retroalimentación y mecanismos epigenéticos. Los siguientes ejemplos clave ilustran la base científica de la memoria celular.
El eje hipotalámico-hipofisario-adrenal (HHS), a través de la liberación de glucocorticoides como el cortisol, desempeña un papel fundamental en el estrés y la memoria emocional. El cortisol mejora la consolidación de recuerdos con carga emocional al modular la actividad del hipocampo, pero puede perjudicar la recuperación de la memoria. [15] Este doble efecto está respaldado por investigaciones que muestran que los glucocorticoides mejoran la consolidación de la memoria a largo plazo, en particular para la información con valencia emocional, al tiempo que perjudican los procesos de recuperación. [16] La desregulación de esta vía está implicada en trastornos relacionados con el estrés, como el TEPT, donde se produce la sobreconsolidación de recuerdos basados en el miedo. Los estudios han demostrado que los glucocorticoides facilitan la codificación de la memoria, pero pueden comprometer la recuperación de la información, creando una interacción dinámica entre la formación de la memoria y las respuestas al estrés.
Investigaciones recientes han dilucidado aún más cómo el estrés crónico moldea las redes neuronales. La exposición prolongada a niveles elevados de cortisol puede reducir el volumen del hipocampo e inhibir la neurogénesis, lo que debilita la capacidad del cerebro para formar nuevos recuerdos y refuerza los desadaptativos. [17] Estos mismos estudios han demostrado que la exposición crónica a niveles elevados de cortisol, ya sea por estrés o por afecciones médicas, puede provocar cambios morfológicos en el hipocampo, suprimir la proliferación neuronal y reducir el volumen del hipocampo.
La interacción dinámica entre la formación de la memoria y las respuestas al estrés es evidente en la investigación que demuestra que los glucocorticoides facilitan la codificación de la memoria, pero pueden comprometer la recuperación de la información. [18] Se cree que esta relación sigue una curva en forma de U invertida, con un rendimiento óptimo de la memoria a niveles moderados de cortisol y un deterioro tanto a niveles bajos como altos. [18] La activación diferencial de los receptores de mineralocorticoides (MR) y los receptores de glucocorticoides (GR) a diferentes concentraciones de cortisol puede explicar esta compleja relación entre las hormonas del estrés y los procesos de la memoria. [18]
Además, el impacto de los glucocorticoides en la memoria depende del tiempo y del contexto. Si bien las elevaciones agudas de cortisol pueden favorecer la consolidación de nuevos recuerdos, incluidos los de extinción, la exposición crónica a niveles elevados de cortisol puede tener efectos perjudiciales en la función cognitiva. [19] Esto tiene importantes implicaciones para el tratamiento de los trastornos relacionados con el miedo, ya que las intervenciones basadas en glucocorticoides pueden facilitar la extinción del miedo al reducir la recuperación de recuerdos aversivos y favorecer la consolidación de los de extinción. [19]
Los estados nutricionales y metabólicos se codifican en la memoria celular mediante mecanismos hormonales y transcripcionales, como la histéresis transcripcional inducida por la glucosa y la regulación de la hormona tiroidea. La hiperglucemia prolongada puede inducir cambios epigenéticos duraderos en las vías reguladas por la glucosa, lo que contribuye a las complicaciones a largo plazo de la diabetes, como el daño vascular y el deterioro cognitivo. [20] Este fenómeno, conocido como "memoria metabólica", implica alteraciones persistentes en la expresión génica y la función celular incluso después de la normalización de los niveles de glucosa. [21]
La histéresis transcripcional inducida por glucosa desempeña un papel importante en este proceso. Estudios han demostrado que la exposición a niveles elevados de glucosa genera un ciclo de retroalimentación positiva, lo que resulta en la expresión persistente de genes que promueven la glucólisis e inhiben las vías metabólicas alternativas. [21]
De manera similar, durante los déficits calóricos, el cuerpo se adapta reduciendo la tasa metabólica basal y recordando estados previos de privación energética mediante alteraciones en la señalización de la leptina, la grelina y la hormona tiroidea. Estas respuestas adaptativas son ejemplos de memoria metabólica y ponen de relieve cómo los entornos nutricionales previos moldean el comportamiento celular. [22]
El concepto de "memoria" en los estados hormonales es crucial para mantener la homeostasis metabólica, pero también puede conducir a resultados desadaptativos en ciertas condiciones. Se ha demostrado que los niveles altos crónicos de glucosa alteran los marcadores epigenéticos, lo que provoca inflamación vascular persistente y estrés oxidativo. La hiperglucemia transitoria puede inducir cambios epigenéticos activadores duraderos en el promotor de la subunidad p65 del factor nuclear κB (NF-κB) en las células endoteliales aórticas. [23] Estos cambios persisten durante al menos 6 días de glucemia normal posterior, lo que resulta en un aumento de la expresión de genes proinflamatorios como la proteína quimioatrayente de monocitos 1 (MCP-1) y la molécula de adhesión celular vascular 1 (VCAM-1). [23]
El establecimiento de estos cambios epigenéticos puede preceder a las complicaciones cardiovasculares y ayudar a predecir lesiones vasculares en pacientes diabéticos. [24] Es importante destacar que estas marcas epigenéticas pueden transmitirse a lo largo de varias generaciones, lo que aumenta el riesgo individual de enfermedad. [24]
El concepto de memoria metabólica va más allá de la regulación de la glucosa. Los estados nutricionales y metabólicos se codifican en la memoria celular mediante diversos mecanismos hormonales y transcripcionales. [22] Estos mecanismos forman una red compleja que regula la memoria metabólica y pueden convertirse en nuevos objetivos tanto para la detección como para la intervención en enfermedades metabólicas. [22]
Las fluctuaciones hormonales durante períodos críticos del desarrollo, como la pubertad o el embarazo, dejan huellas duraderas en la fisiología celular y sistémica. Estos efectos hormonales influyen en las funciones cognitivas, las características sexuales secundarias y la susceptibilidad a trastornos hormonales.
La exposición temprana al estrógeno se ha asociado con cambios a largo plazo en la plasticidad cerebral y la capacidad de memoria, lo que contribuye a las diferencias de género en trastornos neuropsiquiátricos. El estrógeno desempeña un papel crucial en el desarrollo cerebral, en particular en la determinación del dimorfismo sexual central. [25] Durante la pubertad y otras etapas del desarrollo, la plasticidad sináptica inducida por el estrógeno es evidente, lo que afecta la síntesis, la liberación y el metabolismo de los neurotransmisores. [25]
Los efectos del estrógeno sobre el sistema nervioso central son multifacéticos e involucran mecanismos tanto genómicos como no genómicos. Estas acciones protegen contra una amplia gama de agresiones neurotóxicas e influyen en la excitabilidad eléctrica, la función sináptica y las características morfológicas. [26] La evidencia clínica muestra que la retirada de estrógenos durante el climaterio provoca modificaciones en el estado de ánimo, el comportamiento y la cognición, mientras que la administración de estrógenos puede mejorar la eficiencia cognitiva en mujeres posmenopáusicas. [25]
Estudios recientes revelan que los niveles de testosterona durante la pubertad influyen en el desarrollo neuronal, afectando la poda sináptica y la mielinización en la corteza prefrontal. Estos cambios tienen implicaciones a largo plazo para la toma de decisiones, la evaluación de riesgos y la regulación emocional. Durante la adolescencia, los niveles altos de testosterona se asocian con una mayor participación de la corteza prefrontal anterior (CPFa) en el control emocional. [27]
Se ha demostrado que el aumento de glucocorticoides durante el estrés materno altera los marcadores epigenéticos fetales. La adversidad materna durante el embarazo, como el estrés, la ansiedad y la depresión, se asocia con un aumento de las concentraciones de glucocorticoides maternos y fetales, lo que puede provocar consecuencias fisiológicas y fisiopatológicas a largo plazo en la descendencia. [28] Diversos estudios han encontrado una correlación significativa entre el estrés materno psicosocial y la metilación de la descendencia en un sitio CpG específico en el exón 1F del gen NR3C1 del receptor humano de glucocorticoides, lo que puede predisponer a la descendencia a trastornos del estado de ánimo y desregulación metabólica. [29]
Biólogos de la Universidad de Tufts han logrado entrenar platelmintos a pesar de la pérdida del cerebro y la cabeza. Esto podría indicar que algunos animales tienen memoria almacenada en otras partes del cuerpo. [30] Un gusano reducido a 1/279 de su tamaño original puede regenerarse en pocas semanas y ser entrenado mucho más rápido para dirigirse hacia la luz y el espacio abierto en busca de alimento, un comportamiento antinatural para un platelminto. Con cada cabeza que se le quita, los tiempos de entrenamiento parecen reducirse. Esto podría ser simplemente un indicio de epigenética que muestra la aparición de memoria. [31]
Sin embargo, en las décadas de 1950 y 1960, los experimentos con platelmintos James McConnell midieron el tiempo que tardaba en aprender a recorrer un laberinto. McConnell entrenó a algunos para que se movieran por un laberinto, los troceó y los alimentó a gusanos no entrenados. El grupo no entrenado aprendió más rápido que el grupo de control, que no había sido provisto con gusanos entrenados. McConnell creía que el experimento indicaba memoria celular. [32] El entrenamiento implicó estresar a los gusanos con descargas eléctricas. Este tipo de estrés libera hormonas persistentes y no muestra evidencia de transferencia de memoria. Experimentos similares con ratones entrenados y alimentados a ratones no entrenados mostraron una mejora en el aprendizaje. No se transfirió un recuerdo, sino tejido enriquecido con hormonas. [32]
En epigenética, existen diversos mecanismos mediante los cuales las células transmiten recuerdos de factores estresantes a su progenie. Las estrategias incluyen el transporte nucleocitoplasmático de Msn2, cambios en la cromatina, la distribución de factores antiestrés y la degradación de macromoléculas entre las células madre e hija. [33]
En la inmunidad adaptativa hay un CM funcional que permite al sistema inmunológico aprender a reaccionar a los patógenos a través de mecanismos como la mediación de la memoria citotóxica en la médula ósea, [34] la memoria inmunológica innata en las células del estroma, [35] la mediación fúngica de la respuesta inmunológica innata y heredada, [36] y el entrenamiento inmunológico de las células T y B. [37] En este sentido, el CM es esencial para la investigación de vacunas e inmunidad.
