Un equipo del Instituto de Neurociencias (IN), que es parte del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, ha descubierto un mecanismo molecular que explica cómo un entorno estimulante en la infancia mejora la memoria y el aprendizaje. El estudio, realizado en ratones y publicado en ‘Nature Communications’, revela que el ambiente vivido durante la infancia y adolescencia deja una “huella estable” en el cerebro al activar o desactivar el factor de transcripción AP-1, clave para regular genes relacionados con la plasticidad neuronal y el aprendizaje.
El grupo de investigación del laboratorio de Mecanismos transcripcionales y epigenéticos de la plasticidad neuronal del IN, bajo la dirección del investigador Ángel Barco, sometió a ratones jóvenes a tres tipos de ambientes: uno enriquecido con juguetes y oportunidades de ejercicio, uno estándar y uno empobrecido con aislamiento y falta de estímulos. Tras varias semanas en estas condiciones, los animales en un entorno enriquecido mostraron un mejor desempeño en tareas de memoria y aprendizaje, mientras que aquellos en ambientes empobrecidos presentaron un rendimiento cognitivo inferior.
A través de técnicas avanzadas de genómica y epigenética, los investigadores identificaron que las experiencias tempranas afectan de manera sostenida la actividad del factor AP-1. La activación del AP-1 mejora las conexiones neuronales a través de redes genéticas, mientras que su disminución reduce estos procesos. Bloqueando experimentalmente el gen Fos, fundamental para el complejo AP-1, se confirmó que los ratones no lograron beneficiarse del entorno enriquecido, subrayando que AP-1 es esencial para que los cambios inducidos por estimulación ambiental se materialicen.
Ángel Barco puntualizó que, aunque era conocido que el ambiente durante la crianza influía en la capacidad de aprendizaje, no se comprendía el mecanismo exacto detrás de este fenómeno. Este descubrimiento identifica un interruptor molecular que transforma las experiencias vividas en cambios perdurables en el cerebro. Asimismo, se destacó que el impacto del entorno varía entre diferentes neuronas, con el AP-1 respondiendo de manera diferente en neuronas específicas cruciales para el aprendizaje espacial y la memoria.
Para Marta Alaiz-Noya, coprimera autora del estudio junto a Federico Miozzo y Miguel Fuentes Ramos, la fuerte activación de AP-1 en ambientes enriquecidos desencadena programas genéticos que facilitan el aprendizaje y fortalecen las conexiones neuronales en momentos críticos del desarrollo.
Este trabajo evidencia que la estimulación y las interacciones sociales durante infancia y adolescencia no solo enriquecen la vida, sino que dejan una huella biológica tangible en el cerebro, abriendo la puerta para el desarrollo de estrategias terapéuticas en trastornos del neurodesarrollo o deterioro cognitivo. El artículo contó con la colaboración de investigadores de la Universidad de Varsovia, quienes participaron en el análisis bioinformático de los datos.
La investigación fue financiada por la Fundación ‘la Caixa’, la Agencia Estatal de Investigación, el Instituto de Salud Carlos III, el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) de la Unión Europea y la Generalitat Valenciana.
