Descripción: Experimentos previos en el Laboratorio de Neurobiología de la Memoria mostraron quememorias que no se expresaban a causas de entrenamientos insuficientes o tratamientos condrogas amnésicas podían ser rescatadas si se las facilitaba durante su reconsolidación. Estosexperimentos fueron interpretados, bajo la visión canónica de la teoría de modulaciónendógena de la consolidación, como casos de facilitación de la reconsolidación de memoriasque no fueron completamente consolidadas. Sin embargo, una revisión de los experimentospublicados mostró que los resultados requerían para ser explicados apropiadamente asumir elacceso a la memoria cuya consolidación se consideraba incompleta, así como la generación ysubsiguiente evaluación de una predicción; situación que no es compatible con los modelosclásicos de amnesia. El paradigma de memoria contexto-señal en el cangrejo de ría Neohelice granulata esun paradigma de memoria asociativa estudiado desde hace varios años en el Laboratorio de Neurobiología de la Memoria. La reciente caracterización en este paradigma de la fase dereconsolidación ha permitido desarrollar herramientas para controlar ciertos aspectos de lareactivación de la memoria durante la recuperación, en particular la realización de unapredicción. En esta Tesis se empleó dicho paradigma para caracterizar algunos de los posiblesmecanismos que controlan la expresión de memorias reactivadas. Se emplearonaproximaciones comportamentales y farmacológicas, utilizando drogas cuyos blancos deacción son a nivel subcelular (el factor de transcripción NF-κB) y a nivel de comunicaciónintercelular (receptores de acetilcolina de tipo muscarínicos), lo que permitió disociar algunosde los mecanismos que afectan diferencialmente la persistencia y la expresión de la memoria. Ante la dificultad de los modelos clásicos de explicar los fenómenos observados, propusimosun nuevo modelo de procesamiento de la información durante el aprendizaje que nos permiteinterpretar nuestros resultados en el marco de un posible valor funcional. Para fortalecer estapropuesta, exploramos también una serie de condiciones naturalistas que permitirían modularla capacidad de expresarse de una memoria durante la consolidación y durante larecuperación.

Descripción: En el presente trabajo se evaluó la participación del sistema colinérgico, dela vía de señalización ERK/MAPKs y el posible vínculo entre las dos vías en losprocesos que ocurren luego de la reactivación de una memoria de una respuestade evitamiento inhibitorio en ratón. Se estudió la posible participación de las proteínas ERK 1/2 en los procesosque ocurren luego de la reactivación de la memoria. Para tal fin, ratones CF-1fueron entrenados con dos tipos de entrenamiento: entrenamiento débil yentrenamiento fuerte y, 48 h luego, su memoria fue reactivada. A distintos tiemposluego de la sesión de reactivación (15, 45 y 180 min) se evaluó el nivel deactivación de las proteínas ERK1/2 hipocampales, encontrándose una activacióndiferencial de la proteína ERK2 citosólica dependiente del tipo de entrenamientorealizado. Por otra parte, se estudió el efecto de la administración por víaintrahipocampal (ih) de un inhibidor de esta vía luego de la reactivación de lamemoria (inmediatamente y 3hs post reactivación) en los procesos dereconsolidación y persistencia de la memoria. Asimismo, se intentó determinar si las proteínas ERK1/2 actúan comomediadoras del efecto mnésico ejercido por los receptores colinérgicos en vista deantecedentes que las proponen como punto de integración de señales en lasneuronas. Se estudió entonces la activación de ERK1/2 mediada por laadministración de un agonista y un antagonista de los receptores nicotínicos α7. Por último, se prosiguió con el estudio de la participación de la vía Colinérgica en los procesos de reconsolidación de la memoria. Con esa finalidad,ratones CF-1 machos fueron entrenados en la tarea de evitamiento inhibitorio,empleando los dos tipos de estímulos. Cuarenta y ocho horas luego delentrenamiento la memoria fue reactivada inyectándose inmediatamente despuésagonistas y antagonistas inespecíficos para los receptores muscarínicos (RcM)porvía ih. El desempeño de los animales fue nuevamente evaluado a las 24 h. Seobservó que para ambos estímulos la administración del antagonista inespecífico Escopolamina disminuyó las latencias de entrada al compartimento, sugiriendouna modulación negativa de la memoria. Por su parte, la administración delagonista Oxotremorina, tuvo un efecto facilitador en aquellos animales entrenadoscon el estímulo débil; mientras que en aquellos entrenados con el estímulo fuertedisminuyó el desempeño de los mismos. Los efectos observados para ambasdrogas fueron dosis- y tiempo-dependientes, así como específicos de lareactivación de la memoria. Asimismo, la disminución en el desempeño de estasdrogas en animales entrenados con un estímulo fuerte fue revertida de maneradosis-dependiente al administrar cantidades crecientes de uno u otrorespectivamente. Además, se estudió el subtipo de RcM involucrado en estosprocesos, mediante la administración ih de antagonistas específicos de los RcM1, RcM2 y RcM3. Los resultados detallados en la presente tesis de doctorado son originalesy aportan nueva información al campo de la neurobiología del aprendizaje y lamemoria. En su conjunto los mismos sugieren una participación crítica del sistemacolinérgico, a partir de los receptores muscarínicos hipocampales (específicamente los subtipos RcM1 y RcM2) en los procesos de reconsolidaciónde la memoria. Además, la vía colinérgica involucra, al menos en parte, a la vía de ERK/MAPKs como mediadora en dichos procesos.

Descripción: La hipótesis de la reconsolidación postula que una memoria consolidada puede devenir nuevamente lábil y susceptible a la acción de agentes amnésicos o facilitadores, por un período de tiempo, luego de la reexposición a un recordatorio. Este fenómeno ha sido demostrado en una gran variedad de especies y en diferentes tipos de memoria, incluyendo memorias motoras en el hombre. En este trabajo diseñamos y pusimos a punto un protocolo que involucra el aprendizaje de una lista de sílabas sin sentido, asociada a un contexto específico formado por una luz, imagen y música. Por primera vez, demostramos la existencia de la fase de reconsolidación de la memoria declarativa en el hombre. A su vez, demostramos que no cualquier evocación dispara este fenómeno, por el contrario, se requiere un recordatorio con características específicas, siendo el no cumplimiento de la expectativa un componente fundamental del mismo. Más aún, este trabajo evidencia las dos funcionalidades postuladas para el fenómeno de reconsolidación: el reforzamiento de la memoria original y la incorporación de nueva información en la memoria reactivada.

Descripción: La reconsolidación y la extinción de la memoria son dos procesos mnésicos funcionalmente relacionados, ya que ambos están involucrados en el procesamiento y almacenamiento de nueva información relacionada con un aprendizaje anterior. Sin embargo, ambos procesos están basados en mecanismos muy distintos. Mientras que la reconsolidación involucra una desestabilización y reestabilización de la traza del aprendizaje original, la extinción genera una nueva traza que compite con la anterior. Trabajos previos de nuestro laboratorio revelaron por primera vez una relación mecanística entre reconsolidación y extinción, mostrando que la presentación de un estímulo condicionado (CS) puede inducir uno u otro proceso dependiendo de su duración. En este trabajo revelamos nuevas características paramétricas que determinan la inducción de la reconsolidación y la extinción, la cinética con la que estos procesos ocurren, y un hipotético mecanismo que los vincula, que tiene lugar tras el fin del CS. Encontramos que (a) durante toda la presentación del CS la memoria original permanece intacta y consolidada, mostrando que ni reconsolidación ni extinción son inducidas hasta la terminación del CS, independientemente de su duración, (b) la presentación de un único refuerzo (US) durante la exposición al CS tiene la capacidad de prevenir la inducción tanto de la extinción como de la reconsolidación, (c) la extinción de la memoria ocurre pocos segundos después del fin del CS, y (d) reconsolidación y extinción son inducidos de forma mutuamente excluyente tras un único CS, pero ambos procesos pueden dispararse por sendos CSs y desarrollarse simultáneamente. Como resultado, presentamos un modelo que integra estos hallazgos, reflejando la dinámica e interrelación entre los procesos de reconsolidación y extinción de la memoria.

Descripción: Una vez que la memoria de largo término es almacenada mediante el proceso de consolidación, la presentación de un recordatorio, tal como claves contextuales presentes durante el aprendizaje, puede desencadenar un proceso de labilización y reconsolidación. La labilización-reconsolidación de la memoria posee procesos que le son inherentes: reactivación, labilización y reestabilización de la traza mnésica. Si cualquiera de ellos es interrumpido, el proceso completo no tendrá lugar. La determinación de los mecanismos moleculares que subyacen a cada proceso es uno de los temas de intenso estudio y debate en este momento en el campo de la neurobiología de la memoria. La primera parte de esta Tesis consistió en la puesta a punto de un nuevo protocolo de condicionamiento pavloviano contextual (CPC) en el cangrejo Neohelice granulata. Esto nos permitió realizar posteriormente estudios comparativos con otro paradigma de condicionamiento contextual en el ratón, Mus musculus. De esta manera, obtuvimos evidencias que indican que el cangrejo Neohelice granulata establece una asociación entre un contexto (estímulo condicionado, EC) y un estímulo aversivo (estímulo incondicionado, EI). El EC está compuesto por las características del contexto (iluminación, textura, color, patrón, etc.) y el EI es un estímulo visual de peligro. Al inhibir la vía de señalización del factor de transcripción NF-κB encontramos que tanto la consolidación como la reconsolidación de la memoria se ven impedidas. Este efecto permitió el estudio de las características del recordatorio capaces de desencadenar la labilizaciónreconsolidación de la memoria. Observamos que el proceso de labilización-reconsolidación es desencadenado únicamente ante la presentación específica del estímulo condicionado. Posteriormente realizamos un estudio comparativo entre el CPC en cangrejos y el condicionamiento de miedo contextual en el ratón. Estudiamos mecanismos moleculares que subyacen a la labilización de la memoria, encontrando que la degradación de proteínas a través del sistema de ubiquitina-proteasoma juega un rol importante en la labilización tanto en cangrejos como en ratones. Finalmente, pudimos determinar que una de las funciones que puede cumplir el proceso de reconsolidación está vinculada al reforzamiento de la memoria. Este fenómeno de reforzamiento ocurre en el CPC de Neohelice, mientras que no fue encontrado en el condicionamiento de miedo contextual en el ratón.

Descripción: La memoria de largo término ha sido asociada con cambios morfológicos en las espinas dendríticas, que están íntimamente relacionados a cambios en la eficacia sináptica. Considerando el rol esencial de la dinámica del citoesqueleto en la morfología de las espinas, resulta interesante estudiar el papel del factor desestabilizante ADF/Cofilina y la quinasa que inhibe su actividad (LIMK) en diferentes procesos de memoria. En esta Tesis de doctorado, utilizando el paradigma de condicionamiento de miedo contextual en ratón, encontramos que la inducción farmacológica de la despolimerización de filamentos de actina a través de la inhibición de LIMK en el hipocampo dorsal causa un impedimento en los procesos de consolidación y reconsolidación de la memoria, pero no así en su extinción. Sin embargo, la disrupción farmacológica directa de la dinámica del citoesqueleto de actina permite tanto facilitar o impedir la formación de una memoria de extinción. Además, luego de la reactivación de la memoria, la actividad desestabilizante de Cfl1 sobre el citoesqueleto de actina se inhibe, a la vez que disminuye la cantidad de su ARN mensajero disponible para ser traducido en el neuropilo de la subárea CA1 en el hipocampo dorsal. Sin embargo, la tendencia observada para el ARN mensajero de actina es opuesta, ya que éste aumenta su disponibilidad luego de la reactivación de la memoria de miedo. Sumado a lo anterior, un impedimento en el proceso de reconsolidación de la memoria de miedo contextual se traduce en una disminución en la densidad y el diámetro de la cabeza de espinas maduras en dendritas apicales de neuronas piramidales de la subárea CA1 en el hipocampo dorsal, relacionadas al proceso de estabilización de la memoria a largo término. Nuestros resultados permiten un mejor entendimiento del rol de LIMK, ADF/Cofilina y la dinámica del citoesqueleto de actina en los cambios funcionales y morfológicos que están involucrados en la plasticidad sináptica de la traza mnésica.

Descripción: El redescubrimiento de la reconsolidación de la memoria desafió la clásicavisión de las memorias fijas al mostrar que una memoria ya consolidada puedevolverse lábil y susceptible a interferencia por agentes amnésicos. La teoría de lamodulación endógena de la memoria propone que sistemas moduladores extrínsecosa los procesos de memoria actuarían sobre estos determinando el almacenamiento dela información. La administración de un estresor leve o de una bebida con alta concentraciónde azúcar permitió facilitar una memoria declarativa (una lista de 5 pares de sílabaclave-sílaba respuesta) luego de que esta fuera olvidada, durante la fase dereconsolidación. Puesto que ni el recordatorio ni los estímulos facilitadores empleados implicanun re-entrenamiento de los sujetos, se descarta que el olvido se haya producido comoconsecuencia de la pérdida de la información. Controles específicos del proceso dereconsolidación permitieron probar que el acceso a la información olvidada esnecesario para que el efecto facilitador ocurra, lo que descarta la falta de acceso a lainformación como un mecanismo para el olvido. Se propone un modelo alternativo a laclásica dicotomía "almacenamiento/acceso" para explicar este fenómeno.

Descripción: La consolidación de las memorias de largo término (MLT) necesita de la síntesis de novo de ARNm y proteínas. Trabajos recientes proponen la existencia de una nueva fase de consolidación en memorias estables y consolidadas, denominada reconsolidación. Esta nueva fase tiene lugar luego de la reactivación de la MLT inducida por la evocación de la MLT. La reconsolidación de la MLT también depende de eventos transcripcionales y traduccionales. La transcripción génica es controlada por factores de transcripción, cofactores y correpresores. Los cofactores y correpresores regulan la expresión génica mediante su interacción directa con la maquinaria de transcripción basal, remodelando la estructura de la cromatina y/o modificando químicamente las histonas. Una de las modificaciones post-traduccionales de histonas más estudiada es la acetilación. Este proceso es regulado por acetilasas (KATs) y desacetilasas de histonas (KDACs). En este trabajo de tesis se presentan evidencias acerca del papel fundamental que cumple la acetilación de histonas durante la consolidación y reconsolidación de la memoria contexto-señal en el cangrejo Chasmagnathus granulatus, así como también durante la consolidación de la memoria de reconocimiento de objeto novedoso en el ratón Mus musculus. En el cerebro central de Chasmagnathus se observó un aumento en los niveles de acetilación de histona H3 durante la consolidación, 1 hora luego de un entrenamiento fuerte. Asimismo, se observó un incremento similar en la acetilación de la histona H3 durante la reconsolidación, 1 hora después de la reactivación de la memoria. En este modelo, el bloqueo farmacológico de la acción de las KDACs mediante la administración del inhibidor butirato de sodio (NaB), durante la consolidación de una memoria débil, induce la facilitación de esta memoria. No se encontró un efecto facilitador de la memoria mediante la administración de esta droga durante la reconsolidación. Por otro lado, en el hipocampo de Mus musculus, se observó un aumento en los niveles de acetilación de histona H3 durante la consolidación, 1 hora luego de un entrenamiento fuerte, no así luego de entrenamientos de menor magnitud. Además, la memoria fue mejorada mediante la administración intra-hipocampal del inhibidor de KDACs NaB. En conjunto, estos datos sostienen que la acetilación de histonas es un mecanismo fundamental en la consolidación y reconsolidación de la MLT. Este proceso epigenético funcionaría como una característica molecular de memorias fuertes. Este mecanismo molecular regulador de la expresión génica durante la formación de la memoria se encuentra evolutivamente conservado.