Un equipo del Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH) ha identificado un mecanismo molecular que explica cómo las experiencias tempranas pueden potenciar —o deteriorar— la memoria y el aprendizaje. El hallazgo, publicado en Nature Communications, demuestra que crecer en un entorno enriquecido activa un “interruptor” genético en el cerebro capaz de modular la plasticidad neuronal de forma duradera.
El estudio, liderado por el investigador del CSIC Ángel Barco, revela que el factor de transcripción AP-1 funciona como un mediador clave que traduce las experiencias del entorno en cambios estables en la función cognitiva. Este complejo, que regula la expresión de genes relacionados con la plasticidad sináptica, se activa en condiciones de estimulación sensorial, ejercicio e interacción social durante la infancia y adolescencia.
Tres ambientes, tres cerebros
Para comprender el impacto del entorno, los científicos criaron ratones jóvenes en tres condiciones distintas:
- Entorno enriquecido: juguetes, ruedas de ejercicio y convivencia social.
- Entorno estándar.
- Entorno empobrecido: aislamiento y ausencia de estímulos.
Tras varias semanas, los animales del entorno enriquecido mostraron un rendimiento significativamente superior en tareas de memoria y aprendizaje, mientras que aquellos criados en ambientes empobrecidos obtuvieron resultados más bajos.
El análisis genómico y epigenético del cerebro confirmó que estas experiencias modulaban la actividad de AP-1: cuando se activa, refuerza redes de genes que fortalecen las conexiones neuronales; cuando disminuye, estos procesos se debilitan. Al bloquear el gen Fos, esencial para el funcionamiento del complejo AP-1, los ratones dejaron de beneficiarse del entorno enriquecido, lo que demuestra la necesidad de este factor para que se produzcan mejoras cognitivas.
Cómo el entorno moldea la memoria
“Hemos identificado un interruptor molecular que traduce las experiencias tempranas en cambios duraderos en el cerebro”, explicó Ángel Barco. Lo notable, subraya, es que un mismo factor de transcripción responda a estímulos tan diferentes como la actividad social, el ejercicio o la estimulación sensorial, actuando como un punto de convergencia para el aprendizaje.
El estudio también revela que el impacto del entorno no es uniforme en todas las neuronas. AP-1 mostró respuestas distintas en dos tipos neuronales esenciales para el aprendizaje espacial y la formación de recuerdos. Según Marta Alaiz-Noya, coprimera autora del estudio, la activación robusta del complejo “pone en marcha programas génicos que permiten al cerebro entrar en modo aprendizaje, reforzando conexiones en etapas especialmente sensibles del desarrollo”.
Una huella biológica de la infancia
Los resultados refuerzan la idea de que la estimulación temprana deja una marca biológica estable en el cerebro y podrían abrir nuevas vías para terapias dirigidas a trastornos del neurodesarrollo o situaciones de deterioro cognitivo. “El entorno no solo moldea la experiencia vital, sino que deja una huella tangible en la biología del cerebro”, destacó el también coprimera autor Federico Miozzo.
El trabajo contó con la colaboración de especialistas de la Universidad de Varsovia en el análisis bioinformático de los datos de metilación del ADN, y fue financiado por la Fundación “la Caixa”, la Agencia Estatal de Investigación, el Instituto de Salud Carlos III, fondos FEDER y la Generalitat Valenciana.
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