Cómo el cerebro forma y recupera los recuerdos

Cómo el cerebro forma y recupera los recuerdos
Formar y recordar recuerdos es un sistema complejo de sincronización y desincronización en diferentes partes del cerebro. decade3s- anatomy online / Shutterstock

Intenta recordar la última cena a la que saliste. Quizás puedas recordar el sabor de esa deliciosa pasta, los sonidos del pianista de jazz en la esquina, o esa risa bulliciosa del caballero corpulento que está tres mesas más allá. Lo que probablemente no pueda recordar es esforzarse por recordar cualquiera de estos pequeños detalles.

De alguna manera, su cerebro ha procesado rápidamente la experiencia y la ha convertido en una memoria sólida a largo plazo sin ningún esfuerzo serio por su parte. Y, al reflexionar sobre esa comida de hoy, su cerebro ha generado una película de alta definición de la comida a partir de la memoria, para su placer visual, en cuestión de segundos.

Sin lugar a dudas, nuestra capacidad para crear y recuperar recuerdos a largo plazo es una parte fundamental de la experiencia humana, pero todavía tenemos mucho que aprender sobre el proceso. Por ejemplo, carecemos de una comprensión clara de cómo interactúan las diferentes regiones del cerebro para formar y recuperar recuerdos. Pero nuestro estudio reciente arroja nueva luz sobre este fenómeno al mostrar cómo la actividad neuronal en dos regiones cerebrales distintas interactúa durante la recuperación de la memoria.

El hipocampo, una estructura ubicada en lo profundo del cerebro, se ha visto durante mucho tiempo como un centro para la memoria. El hipocampo ayuda a "pegar" partes de la memoria (el "dónde" con el "cuándo") al garantizar que las neuronas se disparen juntas. Esto a menudo se conoce como "sincronización neuronal". Cuando las neuronas que codifican el "dónde" se sincronizan con las neuronas que codifican el "cuándo", estos detalles se asocian a través de un fenómeno conocido como "Aprendizaje hebbiano".

Pero el hipocampo es simplemente demasiado pequeño para almacenar cada pequeño detalle de un recuerdo. Esto ha llevado a los investigadores a teorizar que el hipocampo llama a la neocorteza - una región que procesa detalles sensoriales complejos como el sonido y la vista - para ayudar a completar los detalles de un recuerdo.

La neocorteza hace esto haciendo exactamente lo contrario de lo que hace el hipocampo: asegura que las neuronas no se disparen juntas. Esto a menudo se conoce como "desincronización neural". Imagine pedirle a una audiencia de personas de 100 sus nombres. Si sincronizan su respuesta (es decir, todos gritan al mismo tiempo), es probable que no entiendas nada. Pero si desincronizan su respuesta (es decir, se turnan para pronunciar sus nombres), probablemente recopilarán mucha más información de ellos. Lo mismo es cierto para las neuronas neocorticales: si se sincronizan, tienen dificultades para transmitir su mensaje, pero si se desincronizan, la información se transmite fácilmente.

Nuestra investigación encontró que el hipocampo y la neocorteza de hecho trabajan juntos al recordar un recuerdo. Esto sucede cuando el hipocampo sincroniza su actividad para unir partes de la memoria y luego ayuda a recordarla. Mientras tanto, la neocorteza desincroniza su actividad para ayudar a procesar información sobre el evento y luego ayudar a procesar información sobre la memoria.


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De gatos y bicicletas

Probamos a pacientes con epilepsia 12 entre los años 24 y 53. Todos tenían electrodos colocados directamente dentro del tejido cerebral de su hipocampo y neocorteza como parte del tratamiento para su epilepsia. Durante el experimento, los pacientes aprendieron asociaciones entre diferentes estímulos (como palabras, sonidos y videos), y luego recordaron estas asociaciones. Por ejemplo, a un paciente se le puede mostrar la palabra "gato" seguido de un video de una bicicleta en bicicleta por una calle.

Luego, el paciente intentaría crear un vínculo vívido entre los dos (tal vez el gato que monta la bicicleta) para ayudarlos a recordar la asociación entre los dos elementos. Más tarde, se les presentaría uno de los artículos y se les pediría que recordaran el otro. Luego, los investigadores examinaron cómo interactúa el hipocampo con la neocorteza cuando los pacientes estaban aprendiendo y recordando estas asociaciones.

Durante el aprendizaje, la actividad neuronal en la neocorteza se desincronizó y luego, alrededor de 150 milisegundos más tarde, la actividad neuronal en el hipocampo se sincronizó. Aparentemente, la información sobre los detalles sensoriales de los estímulos fue procesada primero por la neocorteza, antes de pasar al hipocampo para ser pegada.

Cómo el cerebro forma y recupera los recuerdos
Descubrimos que el hipocampo y la neocorteza trabajan en estrecha colaboración al formar y recuperar recuerdos. Orawan Pattarawimonchai / Shutterstock

Fascinantemente, este patrón se invirtió durante la recuperación: la actividad neuronal en el hipocampo se sincronizó primero y luego, alrededor de 250 milisegundos más tarde, la actividad neuronal en la neocorteza se desincronizó. Esta vez, parecía que el hipocampo primero recordó una esencia de la memoria y luego comenzó a preguntarle a la neocorteza por los detalles.

Nuestros hallazgos apoyan una teoría reciente lo que sugiere que un neocórtex desincronizado y un hipocampo sincronizado necesitan interactuar para formar y recordar recuerdos.

Si bien la estimulación cerebral se ha convertido en un método prometedor para impulsar nuestras instalaciones cognitivas, ha resultado difícil estimular el hipocampo para mejorar la memoria a largo plazo. El problema clave ha sido que el hipocampo se encuentra en lo profundo del cerebro y es difícil de alcanzar con la estimulación cerebral que se aplica desde el cuero cabelludo. Pero los hallazgos de este estudio presentan una nueva posibilidad. Al estimular las regiones de la neocorteza que se comunican con el hipocampo, tal vez el hipocampo puede ser empujado indirectamente para crear nuevos recuerdos o recordar viejos.

Comprender más sobre la forma en que el hipocampo y la neocorteza trabajan juntos al formar y recordar recuerdos podría ser importante para desarrollar nuevas tecnologías que podrían ayudar a mejorar la memoria para aquellos que sufren de deficiencias cognitivas como la demencia, así como para aumentar la memoria en la población en general.La conversación

Acerca de los autores

Benjamin J. Griffiths, Investigador doctoral, Universidad de Birmingham y Simon Hanslmayr,, Universidad de Birmingham

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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