Portada del libro "Cosmos"

A comienzos de la década de los ochenta, Carl Sagan, un astrónomo norteamericano, presentó una serie televisiva documental cuyo contenido influyó en millones de jóvenes para abrazar la ciencia como profesión. Cosmos, un viaje personal presentaba a lo largo de sus capítulos una visión integradora sobre el universo, las estrellas, nuestro planeta y nosotros los seres humanos. Más de 500 millones de personas siguieron los trece capítulos de la serie convirtiéndola en la más exitosa de todos los tiempos. Aunque muchos de sus conceptos han sido superados en estos casi treinta años, Cosmos continúa emitiéndose y mostrando de qué manera el diálogo entre nuestras mentes y su medio ambiente puede viajar no sólo por el espacio, sino por el tiempo.

En el capítulo XI titulado La Persistencia de la memoria, Sagan reflexionaba: “…El cerebro hace mucho más que recordar. Compara, sintetiza, analiza, genera abstracciones. Tenemos que inventar muchas más cosas de las que nuestros genes pueden conocer. Por esto, la biblioteca del cerebro es unas diez mil veces mayor que la biblioteca de los genes. Nuestra pasión por aprender, evidente en el comportamiento de cualquier bebé, es la herramienta de nuestra supervivencia. Las emociones y las formas ritualizadas de comportamiento están incrustadas profundamente en nosotros. Forman parte de nuestra humanidad. Pero no son característicamente humanas. Muchos otros animales tienen sentimientos. Lo que distingue a nuestra especie es el pensamiento. La corteza cerebral es una liberación. Ya no necesitamos estar encerrados en las formas de comportamiento heredadas genéticamente de las lagartijas y los babuinos. Cada uno de nosotros es responsable en gran medida de lo que se introduce en nuestro cerebro, de lo que acabamos valorando y sabiendo cuando somos adultos. Sin estar ya a merced del cerebro reptiliano, podemos cambiamos a nosotros mismos.” En el año 2000 Eric Kandel fue distinguido con el Premio Nobel de Medicina y Fisiología. Este investigador, actualmente director del Centro de Neurobiología y Comportamiento de la Universidad de Columbia, ha sido galardonado por sus descubrimientos cruciales sobre cómo cada sinapsis puede alterar su eficacia de respuesta, cómo estas alteraciones explican los procesos de aprendizaje y, en último término, conforman la memoria.

Las investigaciones de Kandel se centran en la memoria a corto y largo plazo y en la plasticidad sináptica como condición previa para entender la base molecular de la misma. La memoria se localiza en las sinapsis y los cambios en su función son centrales durante la conformación de los recuerdos. Mientras que la elasticidad implica un cambio momentáneo con un retorno a la forma original, luego de la interrupción de la causa que lo produjo, la plasticidad implica la permanencia del cambio luego de la interrupción de la causa.De ahí que la plasticidad neuronal implica la existencia de una causa (aprendizaje) que produce un cambio, mientras que el cambio tiende a perdurar en el tiempo (memoria). Recientemente, un grupo de investigadores argentinos han publicado los resultados de sus investigaciones sobre la persistencia y fijación de la memoria.

El trabajo fue dirigido por el doctor Jorge Medina, investigador superior del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet), en el Instituto de Biología Celular y Neurociencias de la facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires.
En años recientes, estos científicos han publicado sus hallazgos en las revistas más prestigiosas, ellos analizan el rol del factor neurotrófico derivado del cerebro (o brain derived neurotrophic factor, BDNF, según sus siglas en inglés) en la formación y consolidación de los recuerdos. En un artículo publicado en la página del CONICET el Dr. Pedro Bekinschtein explica: “…luego de adquirir un nuevo aprendizaje, se atraviesa por un tiempo de estabilización. Este proceso, a nivel molecular, se llama consolidación de la memoria y tiene que ver con la fabricación de nuevas proteínas en determinadas áreas del cerebro. Una de ellas es el hipocampo, que está ubicado en el lóbulo temporal y que se relaciona con muchos procesos de memoria”, señala.

Durante la consolidación, se refuerzan las conexiones sinápticas entre las neuronas que participaron de ese aprendizaje.
Lo novedoso que surge del estudio es el momento en que estas proteínas se fabrican: esto ocurre unas 12 horas después del aprendizaje.

“Pero supongamos que lo que tuviésemos que hacer fuese tan complicado que fueran insuficientes incluso varios miles de millones de bits de información. Supongamos que el medio ambiente estuviese cambiando tan rápidamente que la enciclopedia genética precodificada que sirvió perfectamente hasta entonces ya no fuera del todo adecuada. En este caso no sería suficiente ni una biblioteca genética de 1000 volúmenes. Es por esto que tenemos cerebros”.
Cosmos, Carl Sagan.

Priones y el Cosmos

“Alguna vez durante mis cavilaciones nocturnas sobre la memoria de largo plazo, había pensado por un instante que los priones podían intervenir en este proceso. Además conocía los revolucionarios trabajos de Pruniser sobre los priones y las enfermedades que producen, que lo hicieron acreedor del Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1997. Como consecuencia, aunque nunca hubiera imaginado la nueva forma de CPEB (cytoplasmic polyadenylation element binding protein) podría ser un prión, las ideas de Kauisk me entusiasmaron de inmediato.” En busca de la Memoria, Eric Kandel.

Los priones causan devastadoras enfermedades neurológicas como el Kuru, la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, la insomnia fatal familiar, la insomnia fatal esporádica. En animales la más conocida es encefalopatía espongiforme bovina o enfermedad de la vaca loca. Estas patologías se caracterizan por la presencia de neuronas vacuoladas y agregados proteicos sin ninguna evidencia de inflamación o respuesta inmune. El proceso patológico comienza cuando la proteína anormal entra en contacto con la normal, aún en presencia de proteínas guardianas o “chaperonas”.

Su capacidad de autorreplicación de información conformacional permite a los priones funcionar como elementos capaces de transmitir fenotipos, actuar como capacitores evolutivos que se silencian en el marco de un fenotipo óptimo y codificar memoria molecular. Los priones de hecho podrían participar en la “memoria de la vida” (persistencia de información en la célula de manera independiente del ADN) en algoritmos de procesos biológicos codificados bajo un álgebra molecular compleja, y su plasticidad funcional podría ser importante en ciertos procesos biológicos.

La formación de la memoria es un proceso gradual y complejo que requiere de la síntesis de proteínas (consolidación); existen también procesos de reconsolidación, extinción y olvido. Si bien es actualmente aceptado que la síntesis de proteínas es esencial para la formación de la memoria a largo plazo, aún no se comprende del todo cómo esta memoria puede conservarse en el contexto del constante recambio de proteínas. Indiscutiblemente la estabilidad, capacidad de autoperpetuación y de codificar la memoria molecular convierte a los priones en ideales candidatos para participar de los procesos de la memoria a largo plazo.
Una molécula activa –que podría ser un prión– tiene la capacidad de trasmitir la información necesaria para la activación de una segunda molécula inactiva. Como resultado, un mecanismo de amplificación que podría significar un aumento en los niveles de expresión de receptores para neurotransmisores y/o de proteínas necesarias para la potenciación a largo plazo, o un incremento de los niveles de proteínas funcionalmente activas.

Una posibilidad es que un prión que codifica una característica específica dentro de la información que está siendo memorizada (por ejemplo, contiene la información necesaria para garantizar la trascripción de proteínas que aumentan la eficacia sináptica) perdure durante períodos prolongados de tiempo bien sea porque este es “resistente” a la acción proteolítica o bien porque el prión constantemente se autorreplica y los “priones hijos” reemplazan a los priones viejos que son degradados.

Sagan murió el 20 de diciembre de 1996. Ahora, las sondas Voyager continúan su viaje por el sistema solar portando en un disco de oro los Sonidos de la Tierra, que él ideó. Tardarán 74.500 años en alcanzar las proximidades de la estrella más cercana a nuestro sistema solar en busca de otra cultura inteligente que los pueda escuchar, que comprenda a esta pequeña especie preocupada por el infinito y por la persistencia de su memoria.