Un equip de l’Institut de Neurociències, centre mixt de la Universitat Miguel Hernández d’Elx (UMH) i del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), i liderat per l’investigador Ángel Barco, ha descobert un mecanisme molecular que contribueix a explicar per què créixer en un entorn estimulant millora la memòria, mentre que la falta d’estímuls pot deteriorar-la.

L’estudi, realitzat en ratolins i publicat en Nature Communications, demostra que l’entorn durant la infància i adolescència deixa una petjada estable en el cervell en activar o desactivar un mateix factor de transcripció, AP-1, que regula l’expressió de gens implicats en la plasticitat neuronal i l’aprenentatge. Aquesta troballa identifica un mediador molecular capaç de traduir experiències vitals en canvis persistents en la funció cognitiva.

Per a dur a terme aquesta investigació, l’equip del laboratori Mecanismes transcripcionals i epigenètics de la plasticitat neuronal de l’Institut de Neurociències va mantindre ratolins joves en tres condicions distintes: un entorn enriquit amb joguets, rodes per a exercici i convivència social; un segon entorn estàndard; i un tercer entorn empobrit caracteritzat per l’aïllament i l’absència d’estímuls. Després de diverses setmanes en aquests ambients, els animals que havien madurat en un entorn enriquit van mostrar un rendiment superior en tasques d’aprenentatge i memòria, mentre que els criats en entorns empobrits van obtindre pitjors resultats en les proves cognitives.

En analitzar el cervell mitjançant tècniques avançades de genòmica i epigenètica, els investigadors van observar que les experiències primerenques modulen de manera sostinguda l’activitat del factor de transcripció AP-1: la seua activació potencia xarxes de gens que enforteixen les connexions entre neurones, mentre que la seua reducció atenua eixos mateixos processos. Per a validar de manera funcional aquesta troballa, l’equip va bloquejar experimentalment el gen Fos, una de les subunitats essencials del complex AP-1. En aquestes condicions, els ratolins no es van beneficiar de l’entorn enriquit i es va atenuar la millora cognitiva, la qual cosa demostra que AP-1 no sols acompanya els canvis induïts per l’estimulació ambiental, sinó que és necessari perquè es produïsquen.

“Sabíem des de fa dècades que l’entorn durant la criança influeix en la capacitat d’aprenentatge, però no coneixíem el mecanisme exacte que el feia possible. Hem identificat un interruptor molecular que tradueix eixes experiències primerenques en canvis duradors en el cervell”, explica Barco. “El sorprenent és que un mateix factor de transcripció actue com un punt de convergència per a experiències tan diverses com l’estimulació sensorial, l’exercici o la interacció social. És una peça clau que explica com l’entorn modela la memòria”, assenyala el líder de l’estudi.

El treball, realitzat al campus de Sant Joan d’Alacant de la UMH, també revela que l’impacte de l’entorn no és el mateix en totes les neurones. Mitjançant l’anàlisi de poblacions neuronals específiques, els científics van comprovar que AP-1 respon de manera distinta en les neurones piramidals de CA1 i en les neurones granulars del gir dentat, dues poblacions crucials per a l’aprenentatge espacial i la formació de records. Per a Marta Alaiz Noya, coprimera autora de l’estudi al costat de Federico Miozzo i Miguel Fuentes Ramos, “l’activació robusta d’AP-1 en entorns enriquits posa en marxa programes gènics que permeten al cervell entrar en mode d’aprenentatge, la qual cosa reforça les connexions neuronals en etapes especialment sensibles del desenvolupament”.

“En conjunt, aquests resultats reforcen la idea que l’estimulació ambiental i les interaccions socials durant la infància i adolescència no sols enriqueixen l’experiència vital, sinó que deixen una petjada biològica tangible en el cervell. A més, obrin la porta al desenvolupament futur d’estratègies terapèutiques que imiten els efectes de l’entorn enriquit en trastorns del neurodesenvolupament o en situacions de deterioració cognitiva”, destaca Miozzo.

L’article ha comptat amb la col·laboració dels investigadors de la Facultat de Matemàtiques, Informàtica i Mecànica de la Universitat de Varsòvia (Polònia), que han participat en l’anàlisi bioinformàtica de les dades de metilació de l’ADN en els tres ambients. Aquest treball ha sigut possible gràcies al finançament de la Fundació ”la Caixa”, l’Agència Estatal d’Investigació – Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, l’Institut de Salut Carles III, el Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER) de la Unió Europea i la Generalitat Valenciana.

Article: Alaiz-Noya, M., Miozzo, F., Fuentes-Ramos, M., Machnicka, M. A., Kurowska, M., Herrera, M. L., del Blanco, B., Ninerola, S., Busts-Martínez, I., Wilczynski, B. and Barco, Á. (2025). Neuronal type-specific modulation of cognition and AP-1 signaling by early-life rearing conditions. Nature Communications, 16, 9710. DOI https://doi.org/10.1038/s41467-025-65343-5