Los investigadores decodifican el mecanismo neural para alternar la formación y recuperación de la memoria en humanos

Generar nuevos recuerdos y recordar son dos caras de una misma moneda, aunque en ocasiones pueden aparecer como mecanismos separados. Estos mecanismos, que parecen estar distanciados entre sí, en realidad están interconectados y forman parte de los mismos conjuntos neuronales, según un estudio publicado ahora en la revista. Biología actualque revela la primera evidencia científica sobre la dinámica de la memoria humana.

El estudio, liderado por los expertos Lluís Fuentemilla y Ludovico Saint Amour di Chanaz, de la Facultad de Psicología y del Instituto de Neurociencias de la Universidad de Barcelona (UBneuro), describe por primera vez un mecanismo neural específico a través del cual el hipocampo coordina la posibilidad de cambiar los estados de formación y recuperación de recuerdos en humanos.

¿Qué sucede en tu cerebro cuando codificas y recuperas recuerdos?

El proceso de formación y recuperación de la memoria involucra varias áreas del cerebro, pero en este órgano, el hipocampo es particularmente importante en la formación temprana de las memorias y en su recuperación detallada. Sin embargo, ¿qué mecanismo utiliza el hipocampo para alternar la formación de nuevos recuerdos y la recuperación de los existentes sin que los dos procesos interfieran entre sí?

Los registros de actividad neuronal mediante electrodos implantados en el cerebro han demostrado la existencia de ondas rítmicas de actividad conocidas como oscilaciones. Estos aparecen cuando un gran número de neuronas se disparan de manera sincronizada. Las grabaciones revelan que la frecuencia de estas oscilaciones, el número de ciclos de una onda por segundo, medidos en Hertz, puede variar dentro de una sola región a lo largo del tiempo. Además, las oscilaciones con diferentes frecuencias pueden coexistir e interactuar entre sí.

Dentro del hipocampo, una de las estructuras más importantes del cerebro para formar y recordar recuerdos, dominan dos tipos de oscilaciones: ondas theta y ondas gamma. Las ondas theta son ondas relativamente lentas, con una frecuencia entre 4 y 8 Hertz. Estas ondas lentas sincronizan la actividad oscilatoria gamma, entre 30 y 140 Hertz, y la regulan para que pueda acoplarse en diferentes estados de fase del ritmo theta.

Un estudio propuso que las oscilaciones theta actuarían como un «interruptor» que permitiría alternar estados neuronales óptimos para la formación de nuevos recuerdos y estados óptimos para la recuperación de recuerdos.

“Estudios previos con animales demostraron que la forma en que la actividad gamma se acopla al ritmo theta tiene un impacto en la memoria (codificación y recuerdos). Sin embargo, no sabíamos si el mismo mecanismo neuronal era importante en humanos”, dice el profesor Lluís. Fuentemilla, quien también es investigador del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL).

Por primera vez, el grupo Dynamics of Memory Formation, liderado por Ludovico Saint Amour di Chanaz y coordinado por Lluís Fuentemilla, ha descifrado la dinámica de la memoria en humanos analizando las interacciones entre las ondas cerebrales neuronales que subyacen a la formación y recuperación de recuerdos.

Como parte del estudio, el equipo pudo registrar la actividad del hipocampo de diez pacientes epilépticos en colaboración con el Hospital Clínic de Barcelona y el Hospital Pitié-Salpetrière de París. Durante el protocolo experimental, los pacientes vieron una serie de imágenes que representaban un episodio de la vida real. Después de 24 horas, se les mostró nuevamente la primera imagen de cada serie y se les pidió que recordaran la siguiente secuencia de imágenes.

Según los resultados, cuando los pacientes formaban nuevos recuerdos, había un patrón específico de actividad oscilatoria en la banda gamma relacionado con el ritmo theta. Durante el proceso de codificación de nuevos recuerdos, la actividad neuronal gamma se acopló a una determinada fase de las ondas theta, mientras que durante la recuperación de la memoria, la actividad gamma se acopló a la fase opuesta.

Funciones neurofisiológicas no tan separadas

Otro resultado relevante del estudio es que el patrón mostrado fue predictivo del estado de la memoria (codificación o recuerdo) y también de la precisión de las respuestas de los pacientes durante la recuperación de la memoria. Por lo tanto, cuanto más fuerte era el patrón, mejores eran los recuerdos de los pacientes.

“Las personas son capaces de codificar dinámicamente nuevos recuerdos y vincularlos con los existentes de forma inmediata. Por tanto, tenemos la impresión de que la codificación y la recuperación de recuerdos son funciones separadas que pueden funcionar simultáneamente”, afirma Lluís Fuentemilla, miembro del Departamento de Cognición, Desarrollo y Psicología de la Educación de la UB.

“Además, una modulación por el ritmo theta hace que nuestro cerebro cambie de estado de cuatro a ocho veces por segundo, y esto nos da la impresión de una interacción dinámica entre el proceso de codificación de la información, integración y recuperación de la memoria. una mejor comprensión de cómo se forman y recuperan los recuerdos en los humanos, podremos desarrollar nuevos tratamientos para las personas con dificultades de memoria, así como comprender mejor nuestro pasado, futuro y, en resumen, lo que nos hace ser quienes somos: humanos». él dice.