Identifican un puente de neuronas entre los hemisferios del hipocampo

El cerebro está dividido en dos hemisferios que procesan la información de forma parcialmente especializada, pero necesitan coordinarse constantemente. Sin embargo, las conexiones específicas que permiten esa comunicación en regiones implicadas en la memoria, como el hipocampo, han venido siendo en gran parte desconocidas. El hipocampo es una de las principales regiones del cerebro, directamente relacionada con el funcionamiento de la memoria y las emociones.

Un estudio en modelos animales ha identificado un circuito cerebral fundamental para la memoria espacial. El trabajo describe por primera vez una conexión entre los dos hemisferios del hipocampo: las neuronas de la región CA1 del hemisferio derecho envían proyecciones a la parte más baja (subículo) de la formación hipocampal en el hemisferio izquierdo. Los resultados del estudio también demuestran que esta comunicación es necesaria para orientarse y recordar ubicaciones.

“Sabíamos que el hipocampo es clave para la memoria, pero no entendíamos bien cómo se comunican sus dos hemisferios. En este trabajo identificamos una vía concreta y demostramos que es necesaria para funciones cognitivas fundamentales”, explica Félix Leroy, coautor del estudio y director del laboratorio Cognición e Interacciones Sociales del Instituto de Neurociencias (IN), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH), en España.

La conexión entre hemisferios ahora identificada es una proyección neuronal que conecta el CA1 del hemisferio derecho con el subículo del hemisferio izquierdo. Para averiguarlo, los investigadores utilizaron técnicas de trazado neuronal que permiten seguir el recorrido de las conexiones entre neuronas.

“Este circuito actúa como un puente entre las dos regiones y permite integrar la información necesaria para orientarnos y recordar dónde están las cosas”, señala Noelia Sofía de León Reyes, del IN y primera autora del estudio.

Para comprobar la función de este circuito, los investigadores utilizaron herramientas optogenéticas, que permiten controlar la actividad de neuronas específicas mediante luz. De este modo, pudieron bloquear selectivamente esta conexión en ratones y observar sus efectos en el comportamiento.

Los resultados muestran que, al interrumpir esta comunicación entre hemisferios, los ratones presentan dificultades para recordar la ubicación de objetos y para tomar decisiones en tareas que requieren memoria espacial. Sin embargo, otras funciones, como la ansiedad o el reconocimiento de objetos, permanecen intactas. “Esto nos indica que esta conexión no es solo estructural, sino que tiene una función muy específica en la memoria espacial”, añade Leroy.

Hipocampos de ratón con las conexiones neuronales (verde) que conectan ambos hemisferios. (Imágenes: IN / CSIC / UMH)

Implicaciones en déficits cognitivos

El equipo también estudió esta conexión en un modelo de ratón con una alteración genética equivalente a la deleción 22q11.2, una anomalía humana que incrementa significativamente el riesgo de desarrollar esquizofrenia y otros trastornos neuropsiquiátricos. En estos animales, los investigadores observaron tanto déficits en memoria espacial como una reducción de las conexiones entre hemisferios en el hipocampo. Además, aunque la alteración está presente en ambos sexos, los machos mostraron déficits más pronunciados en algunas pruebas.

“Observamos que cuando este circuito está alterado, también lo está la capacidad de orientarse y recordar. Esto sugiere que la desconexión entre hemisferios podría contribuir a los problemas cognitivos en trastornos psiquiátricos”, explica De León Reyes. Los resultados aportan una nueva pieza para entender cómo el cerebro integra la información entre hemisferios y cómo su alteración puede dar lugar a déficits cognitivos.

Además, los autores del estudio señalan que este hallazgo podría tener repercusiones muy positivas a largo plazo en el ámbito clínico. “Este tipo de conexiones podría estudiarse en humanos mediante técnicas de neuroimagen, como la tractografía, combinadas con pruebas cognitivas”, apunta Leroy. “A largo plazo, esto podría contribuir al desarrollo de nuevas estrategias para detectar alteraciones cerebrales asociadas a trastornos como la esquizofrenia”.

El trabajo combina distintas aproximaciones experimentales en ratones para identificar y analizar este circuito cerebral.

El estudio contó con la colaboración del laboratorio de Marta Nieto, del Centro Nacional de Biotecnología (CNB, del CSIC); Joseph A. Gogos, de la Universidad de Columbia (Estados Unidos); y Cristina García Frigola, del Instituto de Neurociencias (IN).

El estudio se titula “Interhemispheric CA1 projections to the subiculum support spatial cognition and are affected in a mouse model of the 22q11.2 deletion syndrome”. Y se ha publicado en la revista académica Cell Reports. (Fuente: IN / CSIC / UMH)