Descubren qué pasa en el cerebro cuando forma recuerdos y luego los recuerda

Se ha conseguido descifrar el mecanismo neuronal que permite alternar la formación de recuerdos con la recuperación de estos en el ser humano.

Generar recuerdos nuevos y recordarlos son dos caras de la misma moneda, aunque a veces pueden parecer mecanismos separados.

Estos mecanismos que parecen distanciados están interconectados y forman parte de las mismas estructuras neuronales, según un nuevo estudio que revela la primera evidencia científica sobre la existencia de esta dinámica de la memoria en las personas.

El trabajo, dirigido por los expertos Lluís Fuentemilla y Ludovico Saint Amour di Chanaz, de la Facultad de Psicología y del Instituto de Neurociencias (UBneuro) de la Universidad de Barcelona (UB), describe por primera vez un mecanismo neuronal especifico por el cual el hipocampo coordina la posibilidad de alternar los estados de formación y de recuperación de los recuerdos en humanos.

El proceso de formación y de recuperación de recuerdos involucra varias áreas del cerebro, pero en este órgano el hipocampo es especialmente importante en la formación inicial de los recuerdos y en su recuperación detallada.

Pero ¿qué mecanismo utiliza el hipocampo para alternar la formación de recuerdos nuevos y la recuperación de recuerdos existentes sin que los dos procesos se interfieran uno con el otro?

Los registros de actividad neuronal mediante electrodos implantados en el cerebro han mostrado la existencia de ondas rítmicas de actividad conocidas como oscilaciones.

Estas aparecen cuando grandes cantidades de neuronas disparan sus señales de manera sincronizada.

Los registros revelan que la frecuencia de estas oscilaciones —el número de ciclos de una onda por segundo, medido en hercios— 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 hercios.

Estas ondas lentas sincronizan la actividad oscilatoria gamma, de entre 30 y 140 hercios, y la regulan de manera que se pueda acoplar en diferentes estados de la fase del ritmo theta.

Un estudio (publicado en 2002 en la revista académica Neural Computation) planteó la hipótesis de que las oscilaciones theta podrían actuar como un «interruptor» que permitiría alternar estados neuronales óptimos para la formación de nuevos recuerdos y estados óptimos para rememorar recuerdos.

«En trabajos previos con animales, se pudo comprobar que la manera en que la actividad gamma se acopla al ritmo theta tiene un impacto en la memoria (codificación y recuerdos).

Aun así, no sabíamos si el mismo mecanismo neuronal era importante en los humanos», detalla el catedrático Lluís Fuentemilla, que también es investigador del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) en Hospitalet de Llobregat, Barcelona.

Por primera vez, el grupo de Dinámica de la Formación de Memorias, liderado por Ludovico Saint Amour di Chanaz y coordinado por Lluís Fuentemilla, ha descifrado la dinámica de la memoria en seres humanos mediante el análisis de las interacciones entre las ondas neuronales cerebrales subyacentes en la formación y la recuperación de recuerdos.

En el marco del trabajo, el equipo pudo registrar la actividad del hipocampo de diez pacientes epilépticos con la colaboración del Hospital Clínic de Barcelona y del Hospital Pitié-Salpetrière de París.

Durante el protocolo experimental, los pacientes observaron una serie de imágenes que representaban un episodio de la vida real.

Después de un periodo de 24 horas, se les mostraba de nuevo la primera imagen de cada serie y se les pedía que recordasen la secuencia posterior de imágenes.

Según los resultados, cuando los pacientes formaban recuerdos nuevos, había un patrón específico de actividad oscilatoria en la banda gamma relacionada con el ritmo theta.

Durante el proceso de codificación de recuerdos nuevos, la actividad neuronal gamma se acopló a una determinada fase de las ondas theta, mientras que, durante la recuperación de recuerdos, la actividad gamma se acoplaba a la fase opuesta.

Otro resultado relevante del estudio es que el patrón expuesto mostraba una capacidad predictiva del estado de la memoria (codificación o recuerdo) y también de la precisión de las respuestas de los pacientes durante la recuperación de los recuerdos.

Así, cuanto más fuerte era el patrón, mejor eran los recuerdos de los pacientes.

«Es decir, las personas somos capaces de codificar dinámicamente nuevos recuerdos y enlazarlos con los existentes aparentemente de forma inmediata.

Por eso, tenemos la impresión de que la codificación y la recuperación de recuerdos son funciones separadas que pueden funcionar simultáneamente», detalla Lluís Fuentemilla, miembro del Departamento de Cognición, Desarrollo y Psicología de la Educación.

«Además, —añade el experto— una modulación por el ritmo theta garantiza que nuestro cerebro cambie de estado de cuatro a ocho veces por segundo, y nos da la impresión de una interacción dinámica entre el proceso de codificación de la información, la integración y la recuperación del recuerdo».

«Con un mejor conocimiento de cómo se forman y recuperan los recuerdos en humanos podremos desarrollar nuevos tratamientos para personas con dificultades en la memoria, además de entender mejor nuestro pasado, futuro y, en resumen, qué nos hace ser quienes somos: humanos», concluye.

Fuente: Current Biology