Cómo nuestro cerebro reproduce recuerdos
Publicado en
por el Dr. Francis Collins
El blog de hoy te lleva a las complejidades de la memoria.
Al recordar el nombre de un conocido, puede repetir una introducción anterior, tratando de recordar la combinación correcta de nombre y apellido. (¿Fue Scott James? ¿O James Scott?) Ahora, los neurocientíficos han descubierto que en la fracción de segundo antes de que encuentres la respuesta correcta, las neuronas de tu cerebro se disparan en el mismo orden que cuando aprendiste la información [1].
Este nuevo conocimiento sobre la recuperación de la memoria proviene del registro de la actividad eléctrica de miles de neuronas en el cerebro de seis personas durante las pruebas de memoria de pares de palabras al azar, como “jeep” y “cuervo”. Si bien anteriormente se habían descrito patrones de disparo similares en ratones, el nuevo estudio es el primero en confirmar que el cerebro humano almacena recuerdos en secuencias específicas de actividad neuronal que pueden reproducirse una y otra vez.
El nuevo estudio, publicado en la revista Science, Kareem Zaghloul del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS) es la última visión del neurocirujano e investigador del NIH. El equipo de Zaghloul ha estado involucrado durante años en un estudio del Centro Clínico de NIH para pacientes con epilepsia resistente a los medicamentos cuyas convulsiones no se pueden controlar con medicamentos. Cómo nuestro cerebro reproduce recuerdos
Como parte de este trabajo, su equipo quirúrgico a menudo coloca temporalmente una serie de electrodos diminutos de 4 milímetros por 4 milímetros en la superficie de los cerebros de los participantes del estudio. Lo hacen en un esfuerzo por identificar los tejidos cerebrales que pueden ser la fuente de sus ataques antes de realizar una cirugía para extirparlos. Con el consentimiento informado de un paciente para participar en una investigación adicional, el procedimiento también ha llevado a una serie de ideas sobre lo que sucede en el cerebro humano cuando creamos y luego recuperamos nuevos recuerdos. Cómo nuestro cerebro reproduce recuerdos
Así es como funciona: los investigadores registran las corrientes eléctricas a medida que se les pide a los participantes que aprendan pares de palabras aleatorias que se les presentan en una pantalla de computadora, como “pastel” y “zorro”, o “lima” y “camello”. Después de un período de descanso, su actividad cerebral se registra nuevamente cuando se les da una palabra y se les pide que recuerden la palabra correspondiente. Cómo nuestro cerebro reproduce recuerdos
El año pasado, los investigadores informaron que una fracción de segundo antes de que una persona obtuviera la respuesta correcta, aparecieron pequeñas ondas de actividad eléctrica en dos áreas específicas del cerebro [2]. El equipo también había demostrado que, cuando una persona recordaba correctamente un par de palabras, el cerebro mostraba patrones de actividad que se correspondían con los que se formaron cuando aprendió a hacer una asociación de palabras.
El nuevo trabajo lleva esto un paso más allá. A medida que los participantes del estudio aprendieron un par de palabras, los investigadores notaron no solo la onda ondulante inicial de electricidad, sino también que ciertas neuronas en la corteza cerebral del cerebro se dispararon repetidamente en un orden secuencial. De hecho, con cada nuevo par de palabras, los investigadores observaron patrones de activación únicos entre las neuronas activas.
Los-científicos-de-los-NIH-mostraron-cómo-las-ondas-cerebrales-eléctricas-llamadas-ondas-pueden-ayudarnos-a-recordar-nuestras-experiencias-pasadas.-Cortesía-del-laboratorio-Zaghloul-NIH-NINDS-e1585250123279.png
Si el orden de activación neuronal era esencial para almacenar nuevos recuerdos, los investigadores razonaron que lo mismo sería cierto para recuperar correctamente la información. Y, de hecho, eso es lo que pudieron mostrar. Por ejemplo, cuando a los individuos se les mostró “pastel” por segunda vez, volvieron a reproducir un patrón de disparo muy similar al registrado inicialmente para esta palabra solo milisegundos antes de recordar correctamente la palabra emparejada “zorro”.
Luego, los investigadores calcularon la similitud de secuencia promedio entre los patrones de disparo del aprendizaje y la recuperación. Descubrieron que a medida que una persona recordaba una palabra, esos patrones gradualmente se volvieron más similares. Justo antes de dar una respuesta correcta, las neuronas registradas se fijaron en la secuencia de disparo correcta. Eso no sucedió cuando una persona dio una respuesta incorrecta.
Un análisis posterior confirmó que el orden exacto de activación neuronal era específico para cada par de palabras. Los hallazgos muestran que nuestros recuerdos están codificados como secuencias únicas que deben reproducirse para una recuperación precisa, aunque todavía no entendemos los mecanismos moleculares que sustentan esto.
Zaghloul informa que aún hay más por aprender sobre cómo estos procesos están influenciados por otros factores como nuestra atención. Todavía no se sabe si el cerebro reproduce secuencias de manera similar al recuperar recuerdos a más largo plazo. Junto con estas ideas intrigantes sobre el aprendizaje y la memoria normales, los investigadores creen que esta línea de investigación arrojará pistas importantes sobre los cambios en las personas que sufren trastornos de la memoria, con implicaciones potencialmente importantes para el desarrollo de la próxima generación de tratamientos.
TEXTO ORIGINAL : How Our Brains Replay Memories
Referencia :
[1] Reproducción de secuencias de picos corticales durante la recuperación de la memoria humana . Vaz AP, Wittig JH Jr, Inati SK, Zaghloul KA. Ciencias. 2020 6 de marzo; 367 (6482): 1131-1134.
[2] Las oscilaciones de onda acopladas entre el lóbulo temporal medial y la neocorteza recuperan la memoria humana . Vaz AP, Inati SK, Brunel N, Zaghloul KA. Ciencias. 2019 1 de marzo; 363 (6430): 975-978.
Enlaces :
Página de información sobre epilepsia (Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares / NIH)
Conceptos básicos del cerebro (NINDS)
Laboratorio Zaghloul (NINDS)
Apoyo de los NIH: Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares; Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales
CSIC y CNIO -Usarán la luz para estudiar y tratar tumores y lesiones cerebrales