Neurocientíficos de la Universidad de Chicago argumentan que la investigación sobre cómo se forman los recuerdos en el cerebro debería considerar la actividad de grupos de células cerebrales que trabajan juntas, no solo las conexiones entre ellas.
Los recuerdos se almacenan como "engramas" o cambios físicos o químicos duraderos en poblaciones de neuronas que se desencadenan por nueva información y experiencias. El pensamiento tradicional sobre cómo se forman estos engramas se centra en la capacidad de las conexiones entre las neuronas para fortalecerse o debilitarse con el tiempo.según la información que reciben, o lo que se conoce como "plasticidad sináptica". La nueva propuesta, publicada esta semana en la revista neurona, argumenta que si bien la plasticidad sináptica establece el mapa de conectividad entre las neuronas individuales en un engrama, no es suficiente para dar cuenta de todos los aspectos del aprendizaje. Un segundo proceso llamado "plasticidad intrínseca" o cambios en la intensidad de la actividad de las neuronasdentro de un engrama, juega un papel importante también.
"La plasticidad sináptica no explica completamente la complejidad de los mecanismos de aprendizaje de los que somos conscientes en este momento", dijo Christian Hansel, PhD, profesor de neurobiología y autor principal del nuevo artículo. "Había elementos que faltaban, y con elintroducción de la plasticidad intrínseca, de repente ves un sistema que es más dinámico de lo que pensábamos".
En estudios recientes que utilizan herramientas optogenéticas, que permiten a los científicos controlar la actividad de las neuronas con luz, los investigadores han podido monitorear el almacenamiento y la recuperación de la memoria de las células cerebrales. Las herramientas optogenéticas brindan a los científicos una ventana a la actividad del cerebro como un todo., incluso en animales vivos. Estos nuevos estudios muestran cómo tanto las neuronas individuales como los grupos o conjuntos de neuronas trabajan juntas mientras se llevan a cabo los procesos de memoria y aprendizaje, a menudo sin requerir ningún cambio en las conexiones entre las sinapsis.
Por ejemplo, la plasticidad sináptica se basa en el condicionamiento repetido para desarrollar conexiones más fuertes entre las células, lo que significa que un animal tiene que experimentar algo varias veces para aprender y formar una memoria. Pero, por supuesto, también aprendemos de experiencias únicas y breves que nono desencadena necesariamente cambios en las sinapsis, lo que significa que tiene lugar otro proceso de aprendizaje más rápido.
Los autores señalan varios estudios que muestran que la plasticidad intrínseca es un mecanismo casi instantáneo que probablemente tiene un umbral más bajo o requiere menos experiencias para iniciarse. Por lo tanto, podría ser más apropiado para el aprendizaje rápido resultante de experiencias únicas, en lugar delproceso lento y adaptativo relacionado con la plasticidad sináptica.
Las teorías sobre la formación de la memoria tampoco tienen en cuenta la fuerza relativa de la actividad en las neuronas una vez que se han establecido las conexiones entre ellas, escriben los autores. Si piensas en cómo se almacenan los recuerdos como si funcionaran como las luces de una habitación, las conexiones sinápticasson el cableado eléctrico que determina cómo se conectan las luces y qué entrada electricidad reciben. Cambiar cómo se cablean las luces es decir, la plasticidad sináptica obviamente afecta cómo funcionan, pero también lo hacen los interruptores y las bombillas. La plasticidad intrínseca esla capacidad de manipular la intensidad de la luz sin cambiar el cableado, como usar interruptores de atenuación o bombillas de tres vías. Ambos tipos de cambios tienen un efecto independiente, pero trabajan juntos para iluminar la habitación.
"Son dos ideas que son muy importantes para el aprendizaje y la memoria y las reunimos en este artículo", dijo la investigadora postdoctoral Heather Titley, PhD, primera autora del artículo. "No son mutuamente excluyentes".
Los autores enfatizan que esta nueva línea de pensamiento es solo un punto de partida. Se deben diseñar más experimentos, por ejemplo, para descubrir los efectos relativos de la plasticidad sináptica versus la intrínseca en el aprendizaje y la memoria. Pero dada la evidencia producida por la nueva tecnología, argumentan que es hora de expandir nuestro pensamiento sobre cómo se forman los recuerdos.
"La gente podría discutir si esta plasticidad intrínseca es realmente algo que juega un papel importante o no", dijo Nicolas Brunel, profesor de neurobiología y estadística, y otro autor del artículo. "Pero no creo que la gente pueda discutir queno juega ningún papel, porque hay una cantidad cada vez mayor de evidencia de que lo hace".
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Centro Médico de la Universidad de Chicago. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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