APRENDIENDO CÓMO SE APRENDE

El autor de uno de los 10 descubrimientos del año según 'Science' explica su investigación

Su equipo ha demostrado la relación entre las conexiones neuronales y el aprendizaje

Una hipótesis asumida como válida por la mayoría de estudiosos de la fisiología del cerebro es que éste cambia en su estructura interna cada vez que aprendemos algo. Aprender y recordar serían fenómenos que modifican la organización cerebral, bien sea en proporciones mínimas.

Esta afirmación no es nada novedosa, porque desde los tiempos de Santiago Ramón y Cajal (es decir, hace más de un siglo) se ha venido aceptando que los lugares donde unas células nerviosas hacen contacto con otras (denominados sinapsis) es donde ocurren los cambios en estructura que nos permiten aprender, recordar u olvidar.

Por dificultades experimentales, debidas sobre todo al pequeño tamaño de los contactos sinápticos, hasta los años 70 del siglo pasado no se comenzó el abordaje experimental de la mencionada hipótesis. Los doctores Bliss y Lømo, investigadores en aquel entonces de la Universidad de Oslo, fueron los primeros en demostrar que los contactos que las células nerviosas establecen entre sí son susceptibles de modificar la intensidad de sus conexiones [es decir, durante el momento en que se está aprendiendo las sinapsis potencian la intensidad de sus contactos eléctricos], mediante el proceso denominado potenciación a largo plazo. Se suponía, asimismo, que si se altera dicho mecanismo de potenciación no es posible aprender.

Una limitación importante de estos estudios es que fueron realizados en animales anestesiados o, incluso, utilizando pequeños trozos de tejido nervioso, situaciones ambas muy alejadas de cómo se aprende en realidad. Por supuesto, para aprender hay que estar despierto y alerta y en plenas condiciones fisiológicas.

En cualquier caso, los experimentos de Bliss y Lømo, así como los de otros muchos investigadores que les siguieron, fueron extraordinariamente importantes para el avance de nuestro conocimiento sobre los mecanismos neuronales del aprendizaje. En estudios sucesivos se pudo comprobar que la potenciación a largo plazo depende de la activación de un receptor para el glutamato (un mensajero químico que utilizan las neuronas para su comunicación) conocido por las siglas NMDA.

Ha habido que esperar más de 30 años hasta que ha sido posible comprobar, por así decirlo, en vivo y en directo, que las predicciones acumuladas y parcialmente contrastadas a lo largo de este tiempo eran ciertas en un grado más que considerable.

Así, el grupo de investigación que dirijo, ubicado en la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla, emprendió hace años el diseño y desarrollo de técnicas electrofisiológicas de registro de la actividad cerebral en animales de experimentación durante el momento en que el aprendizaje tiene lugar.

En enero del pasado año, y en colaboración con la Dra. Agnès Gruart, de nuestro grupo, y la Dra. María Dolores Muñoz, del Hospital Ramón y Cajal de Madrid, publicamos un artículo en la revista 'Journal of Neuroscience' en el que por vez primera se demostraba la relación existente entre el mecanismo sináptico de la potenciación a largo plazo y el receptor NMDA durante el proceso mismo de aprender. La importancia de este estudio reside, sobre todo, en las ingeniosas técnicas de microestimulación y de registro eléctrico desarrolladas por nuestro laboratorio.

Meses después, un grupo del Instituto Tecnológico de Massachussets y otro de la Universidad del Estado de Nueva York confirmaron el mismo descubrimiento en la revista 'Science'. Estos tres estudios han abierto una nueva e importante vía experimental para un mejor conocimiento de cómo el cerebro nos permite realizar un proceso, a la vez tan complejo como poco conocido, como es aprender. Al tiempo, los tres trabajos han merecido ser reconocidos por la revista 'Science' como una de las diez contribuciones científicas más importantes realizadas a lo largo del pasado año.

El futuro desarrollo de las líneas experimentales explicadas brevemente aquí permitirá acercarnos cada vez más a los mecanismos neuronales mediante los cuales es posible aprender: desde cómo se almacenan en nuestro cerebro las nueve cifras que componen un número de teléfono hasta cómo se automatiza el conjunto de actos motores y mentales que nos permiten pintar un cuadro o escribir un poema.