¿CÓMO CREA RECUERDOS EL
CEREBRO?
En
un estudio dirigido por Cedars-Sinai, los investigadores han descubierto dos
tipos de células cerebrales que desempeñan un papel clave en la división de la
experiencia humana continua en distintos segmentos que pueden recordarse más
tarde.
El
descubrimiento ofrece una nueva promesa como un camino hacia el desarrollo de
nuevos tratamientos para los trastornos de la memoria como la demencia y la
enfermedad de Alzheimer.
El
estudio, parte de un consorcio multiinstitucional de la Iniciativa BRAIN
financiado por los Institutos Nacionales de Salud y dirigido por Cedars-Sinai,
se publicó en la revista revisada por pares Nature Neuroscience.
Como
parte de la investigación en curso sobre cómo funciona la memoria, el doctor
Ueli Rutishauser, PhD, profesor de Neurocirugía, Neurología y Ciencias
Biomédicas en Cedars-Sinai, y los coinvestigadores observaron cómo reaccionan
las células cerebrales a medida que se forman los recuerdos.
"Una
de las razones por las que no podemos ofrecer ayuda significativa a alguien que
sufre un trastorno de la memoria es que no sabemos lo suficiente sobre cómo
funciona el sistema de la memoria", dijo Rutishauser, autor principal del
estudio, y agregó que la memoria es fundamental a nosotros como seres humanos.
La
experiencia humana es continua, pero los psicólogos creen, basándose en las
observaciones del comportamiento de las personas, que el cerebro divide los
recuerdos en eventos diferenciados, un concepto conocido como segmentación de
eventos.
LIMITES DUROS Y BLANDOS
Al
trabajar con 19 pacientes con epilepsia resistente a los medicamentos,
Rutishauser y su equipo pudieron estudiar cómo funcionan las neuronas durante
este proceso.
A
los pacientes que participaron en el estudio se les insertaron quirúrgicamente
electrodos en el cerebro para ayudar a localizar el foco de sus ataques
epilépticos, lo que permitió a los investigadores registrar la actividad de
neuronas individuales mientras los pacientes veían clips de película que
incluían límites cognitivos.
Si
bien estos límites en la vida diaria están matizados, para fines de
investigación, los investigadores se centraron en los límites "duros"
y "blandos".
"Un
ejemplo de un límite blando sería una escena con dos personas caminando por un
pasillo y hablando, y en la siguiente escena, una tercera persona se les une,
pero sigue siendo parte de la misma narrativa general", dijo Rutishauser,
director interino del Centro de Medicina y Ciencias Neurales y la Cátedra de
Neurociencias de la Junta de Gobernadores en Cedars-Sinai.
En
el caso de un límite duro, la segunda escena podría involucrar a un conjunto
completamente diferente de personas que viajan en un automóvil. "La
diferencia entre los límites duros y blandos está en el tamaño de la desviación
de la narrativa en curso", dijo Rutishauser. "¿Es una historia
totalmente diferente, o como una nueva escena de la misma historia?"
Cuando
los participantes del estudio vieron fragmentos de películas, los
investigadores notaron que ciertas neuronas en el cerebro, a las que llamaron
"células límite", aumentaron su actividad después de los límites
tanto duros como suaves. Otro grupo de neuronas, denominadas "células de
eventos", aumentó su actividad solo en respuesta a límites duros, pero no
a límites blandos.
Rutishauser
y sus co-investigadores teorizan que los picos en la actividad de las células
límite y de eventos, que son más altas después de los límites duros, cuando
ambos tipos de células se disparan, envían al cerebro al estado adecuado para
iniciar un nuevo recuerdo.
"Una
respuesta de límite es como crear una nueva carpeta en la computadora",
dijo Rutishauser. "Luego puede depositar archivos allí. Y cuando aparece
otro límite, cierra la primera carpeta y crea otra".
PRUEBAS DE MEMORIA
Para
recuperar recuerdos, el cerebro utiliza picos límite como lo que Rutishauser
llama "anclas para viajar mentalmente en el tiempo".
"Cuando
tratas de recordar algo, las células cerebrales se activan", dijo
Rutishauser. "Luego, el sistema de memoria compara este patrón de
actividad con todos los picos de activación anteriores que ocurrieron poco
después de los límites. Si encuentra uno que es similar, abre esa carpeta.
Retrocedes unos segundos hasta ese punto en el tiempo, y cosas que sucedieron
en ese momento se enfocan".
Para
probar su teoría, los investigadores dieron a los participantes del estudio dos
pruebas de memoria.
Primero
mostraron a los participantes una serie de imágenes fijas y les preguntaron si
las habían visto o no en los clips de película que se les presentaron. Los
participantes del estudio tenían más probabilidades de recordar imágenes que
seguían de cerca un límite duro o blando, en el momento que se habría creado
una nueva "carpeta de memoria".
Los
investigadores también mostraron a los participantes pares de imágenes de
fragmentos de películas que habían visto y les preguntaron cuál de las imágenes
apareció primero. Los participantes tenían dificultad para recordar el orden
correcto de las imágenes que aparecían en lados opuestos de un límite fijo,
posiblemente porque el cerebro había segmentado esas imágenes en carpetas de
memoria separadas.
Rutishauser
mencionó que las terapias que favorecen la segmentación de eventos podrían
ayudar a los pacientes con trastornos de la memoria. Incluso algo tan simple
como un cambio en la atmósfera puede ampliar los límites del evento. "El
efecto del contexto es bastante fuerte. Si estudias en un lugar nuevo, donde
nunca has estado antes, en lugar de en tu sofá donde todo es familiar, crearás
un recuerdo mucho más fuerte del material", comenta Rutishauser.
El
equipo de investigación incluyó al becario postdoctoral Jie Zheng, PhD, y al
neurocientífico Gabriel Kreiman, PhD, del Boston Children's Hospital; el
neurocirujano Dr. Taufik A. Valiante, PhD, de la Universidad de Toronto; y Adam
Mamelak, MD, profesor de Neurocirugía y director del Programa de Neurocirugía
Funcional en Cedars-Sinai.
En
estudios de seguimiento, el equipo planea probar la teoría de que las células
límite y de eventos activan las neuronas dopaminérgicas cuando se disparan, y
que la dopamina, una sustancia química que envía mensajes entre las células,
podría usarse como terapia para fortalecer la formación de la memoria.
Rutishauser
y su equipo también notaron durante este estudio que cuando las células de
eventos se disparaban al mismo tiempo que uno de los ritmos internos del
cerebro, el ritmo theta, un patrón repetitivo de actividad relacionado con el
aprendizaje, la memoria y la navegación, los sujetos podían recordar mejor el
orden de imágenes que habían visto. Esta es un importante nuevo enfoque porque
muestra que la estimulación cerebral profunda que ajusta los ritmos theta
podría resultar terapéutica para los trastornos de la memoria.
"Se
cree que los ritmos theta son el 'pegamento temporal' para la memoria
episódica", dijo Zheng, primer autor del estudio. "Creemos que la
activación de células de eventos en sincronía con el ritmo theta crea enlaces
basados en el tiempo a través de diferentes carpetas de memoria".
