Una pregunta que se han planteado los humanos desde tiempos remotos es el dónde se almacenan nuestros recuerdos. En la antigua Grecia se creía que la mente contenía bloques de cera sobre la que quedaban impresas nuestras memorias, de tal forma que podemos recordar lo que ha quedado grabado en ellas, y lo que no, será olvidado. Estas tablas de cera habían sido un regalo de Mnemósine, diosa de la memoria (de donde derivan palabras como mnemotecnia o amnesia). 

Esta y otras metáforas fueron utilizadas para explicar los mecanismos mediante los cuales se almacenan nuestras memorias. Sin embargo, no fue hasta la segunda mitad del siglo XIX cuando los avances en la psicología y la neurobiología permitieron sentar la bases para el estudio de los mecanismos biológicos y neuronales de la formación de las memorias. Para entonces ya se sabía que lesiones en el cerebro podrían causar alteraciones en la memoria, y que ciertas memorias eran más vulnerables que otras a sufrirlas. Además, se empezaron a desarrollar metodologías para el estudio de la memoria en condiciones de laboratorio. 

En ese tiempo, los trabajos de Santiago Ramón y Cajal sobre la neurona como unidad básica del sistema nervioso, sentaron las bases para que científicos como Wilheim von Waldeyer, Eugenio Tanzi y el mismo Cajal, llegasen a proponer que los procesos de aprendizaje y memoria podrían inducir cambios en los sitios de comunicación entre las neuronas, donde las extensiones de cada célula se aproximan físicamente y se producen intercambios de información. Posteriormente, en 1897, estos sitios fueron nombrados sinapsis por Charles Sherrington.

¿Son estos cambios en las sinapsis los bloques de cera sobre los que se graban nuestras memorias? Si bien carecemos de tablas de cera en el cerebro, Richard Semon denominó a este sustrato hipotético donde queda guardada la información como engrama. Semon propuso que una experiencia particular activa a una población de neuronas, las cuales sufren cambios físicos o químicos que les permiten reactivarse y responder de manera diferente cuando esa experiencia se presenta nuevamente. Esas neuronas quedan asociadas formando “ensambles”, grupos de neuronas con una respuesta conjunta consistente asociada a un estímulo o concepto. Estas neuronas pueden estar en partes completamente diferentes del cerebro, y cada una de ellas puede formar parte de varios ensambles o engramas. En este sentido, los engramas son los cambios que permiten que se formen ensambles de neuronas que responden de manera conjunta ante un estímulo particular.

¿Cómo encontrar el engrama?

Abundantes estudios se han hecho tratando de encontrar el engrama de una memoria, sin embargo, debido a limitaciones metodológicas y a la misma naturaleza de los engramas, a la fecha ningún estudio ha podido concluir que ha encontrado el engrama de una memoria. ¿Pero por qué? Si los cambios ocurren en la forma en que se comunican las neuronas, ¿no es posible ver cómo cambian las sinapsis para encontrar el engrama? La respuesta es sí… y no.  ¡Pareciera que el sustrato donde se almacenan las memorias se escondiera a simple vista y aún así, no podemos encontrarlo! 

Dado que los engramas son los cambios que ocurren en la comunicación de una población de neuronas como consecuencia de un aprendizaje, por un lado, tenemos el problema de que los engramas no están en una región del cerebro, sino que están formados por ensambles de neuronas distribuídos a lo largo de todo el cerebro. De tal forma que, utilizando herramientas que nos permitan ver a detalle los cambios que ocurren a nivel sináptico (por ejemplo modificaciones estructurales o en la composición de los receptores que se encuentran en la terminal sináptica), perdemos “campo visual” y no podemos detectar lo que ocurre a otra escala, por ejemplo en la neurona completa o en regiones cerebrales. Por otro lado, utilizando herramientas que nos permitan ver los cambios en la comunicación entre diferentes regiones, como la electrofisiología o estudios de lesión, no podemos identificar particularmente cuales neuronas, dentro de toda esa población, son las que están formando parte del engrama. 

Más aún, el problema no es solo encontrar dónde está el engrama, sino cuando, pues se sabe que los cambios que ocurren entre las células del engrama no son estáticos, sino que van modificándose con el paso del tiempo. 

Afortunadamente eso no desalienta a los neurocientíficos de la memoria, pues en los últimos años se han desarrollado metodologías que parecieran acercarnos cada vez más a encontrar los engramas. El uso de herramientas genéticas ha permitido marcar e identificar a las neuronas que se activan en el momento en que se forma una memoria, de tal forma que después se puede manipular su actividad, como un switch de prendido y apagado, para ver el efecto que tiene sobre la expresión de una memoria, y así poder identificar si forman o no parte del engrama. 

Entre estas herramientas se encuentran la optogenética y quimiogenética, técnicas que inducen la expresión de proteínas que pueden ser activadas con luz o fármacos específicos, logrando así activar o inhibir a las neuronas. Por otro lado, técnicas de microscopía, como los miniscopes (diminutos microscopios que se colocan en la cabeza de ratones para observar la actividad de las neuronas), han permitido hacer seguimientos de los cambios en los patrones de actividad de las neuronas a lo largo del tiempo. Sumado a esto, el uso de herramientas de inteligencia artificial ha permitido a los investigadores analizar una gran cantidad de datos y así identificar patrones de actividad relacionados con diferentes fases de la memoria. 

Gracias al desarrollo de estas y otras metodologías, estamos cada vez más cerca de encontrar el engrama de una memoria, lo que a su vez trae consigo la esperanza de poder tener acceso a memorias que de otra forma estarían perdidas (por ejemplo en condiciones patológicas como Alzheimer) o bien, bloquear memorias que nos hacen daño (como en casos de fobias o estrés postraumático), lo que supondría mejorar la calidad de vida de los individuos. 

Aunque pareciera que el engrama es la aguja en el pajar, nada mermará los esfuerzos para encontrarlo.

¿Quieres saber más?

Kaye, A. H., & Laws, E. R. (2012), Historical Perspective. In Brain Tumors. Elsevier Ltd, pp. 1-5.

Josselyn, S. A., & Tonegawa, S. (2020), Memory engrams: Recalling the past and imagining the future. Science. American Association for the Advancement of Science. 

Tonegawa, S., et al. (2015), Memory engram storage and retrieval. Current Opinion in Neurobiology. Elsevier Ltd.