Los ratones integran experiencias de entrenamiento (arriba a la izquierda) en una sola memoria «Gestalt» que refleja con precisión las estadísticas de su entorno de entrenamiento (abajo a la izquierda), denominado modelo cognitivo. A nivel neuronal, los patrones de actividad se vuelven confiables una vez que se forma el modelo (derecha). Crédito: A. Miller
Los estudios de neurociencia han encontrado que el cerebro organiza espontáneamente eventos y experiencias de la vida en recuerdos, que pueden recuperarse mentalmente y reproducirse en diferentes momentos. Se sabe que estos recuerdos de eventos pasados dan forma en parte a las percepciones y el comportamiento humanos, por ejemplo, destacando estrategias para resolver un problema determinado que han demostrado ser efectivas en el pasado.
Se ha planteado la hipótesis de que una región clave del hipocampo, conocida como región CA1, respalda la capacidad humana de recuperar recuerdos relevantes para pronosticar resultados futuros, mediante la creación de modelos predictivos que representan aproximadamente lo que podría suceder en diferentes escenarios. Si bien muchos neurocientíficos han estado investigando esta hipótesis, las formas en que estos modelos se establecen y actualizan con el tiempo siguen sin comprenderse bien.
Investigadores del Hospital for Sick Children de Toronto y la Universidad de Toronto llevaron a cabo recientemente un estudio destinado a comprender mejor la formación de estos modelos predictivos en la región CA1 del hipocampo. Sus hallazgos, publicados en Neuronarevelan la actividad de las neuronas CA1 en el cerebro del ratón mientras aprenden a completar una tarea haciendo predicciones basadas en sus experiencias previas.
«Cuando pensamos en la memoria, a menudo pensamos en ella como una forma de recordar nuestras experiencias pasadas, una especie de ‘dispositivo de recuerdo'», dijo a Medical Xpress Paul Frankland, uno de los investigadores que llevó a cabo el estudio. «Pero otra forma de ver la memoria es pensar cómo se puede usar para predecir el futuro. Esta es la pregunta que exploramos en nuestro estudio, donde preguntamos: ¿cómo nuestras experiencias pasadas nos permiten anticipar mejor lo que depara el futuro?»
Como parte de su experimento, Frankland y sus colegas entrenaron a 80 ratones para completar acertijos que implicaban diferenciar diferentes sonidos para obtener una recompensa de comida. Los acertijos que resolvieron siguieron una regla general similar, que permitió a los ratones predecir mentalmente lo que podría suceder si se comportaban de una manera específica.
Los investigadores descubrieron que, con el tiempo, los ratones no solo aprendieron a resolver problemas individuales, sino que también aprendieron la regla subyacente a todos los acertijos. Finalmente, pudieron aplicar esta regla a pruebas futuras, resolviendo efectivamente nuevos acertijos que no habían encontrado antes.
«Mientras entrenábamos a los ratones y los observábamos, también tomamos imágenes de la actividad neuronal en el hipocampo, un área del cerebro que es importante para resolver este tipo de acertijos», explicó Frankland. «Sorprendentemente, tan pronto como los ratones ‘lo entendieron’, es decir, aprendieron la regla, notamos que sus patrones de actividad neuronal se establecieron en un estado confiable. Creemos que es este estado el que corresponde al modelo predictivo, un estado que permite a los ratones hacer predicciones de nuevos eventos futuros basados en su experiencia pasada».
En general, los hallazgos recopilados por este equipo de investigadores confirman que la región CA1 del hipocampo respalda el desarrollo de modelos predictivos al combinar recuerdos de eventos pasados con nueva información sensorial. En el futuro, su trabajo podría allanar el camino para más estudios centrados en esta región del cerebro, lo que podría aclarar aún más las formas en que el cerebro utiliza los recuerdos para guiar el comportamiento futuro.
«Nuestro estudio cambia el enfoque de la investigación de la memoria de pensar en cómo la memoria es útil para pensar en el pasado a cómo es importante para hacer predicciones sobre el presente o el futuro», agregó Frankland. «Estamos interesados en qué tipo de cosas afectan la forma eficiente de los modelos predictivos en el hipocampo. Tal vez el estrés interrumpe la formación de estos modelos, o tal vez este tipo de modelos se forman más fácilmente en el desarrollo temprano, en cerebros más jóvenes que tienen menos experiencia del mundo y necesitan formar rápidamente modelos sobre cómo funciona el mundo».
Más información:
Adam MP Miller et al, Aparición de un modelo predictivo en el hipocampo, Neurona (2023). DOI: 10.1016/j.neurona.2023.03.011
© 2023 Ciencia X Red
Citación: El estudio explora la aparición de modelos predictivos en el hipocampo (22 de julio de 2023) recuperado el 22 de julio de 2023 de https://medicalxpress.com/news/2023-07-explores-emergence-hippocampus.html
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