Importante porque es mundano, la memoria de trabajo nos ayuda a pasar todos los días al permitirnos, por ejemplo, seguir las instrucciones de la recepcionista para encontrar el consultorio del médico, o clasificar los costos y beneficios de un juego de llantas versus otro enel concesionario. También es profundamente debilitante cuando se ve disminuido por trastornos como la esquizofrenia o el autismo. Pero el neurocientífico del MIT Earl Miller también ve una grandeza en la memoria de trabajo. Es un sistema para que nuestras mentes ejerzan nuestra voluntad sobre la información sensorial.
"Lo que es especial acerca de la memoria de trabajo es que es volitiva", dijo Miller, profesor de Picower en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT. "Es el mecanismo principal por el cual su cerebro obtiene el control del entorno y lo sometesu propio control. Cualquier criatura simple puede reaccionar al medio ambiente. Pero lo que los animales de orden superior han desarrollado es la capacidad de tomar el control de sus propios pensamientos ".
Si solo los neurocientíficos supieran cómo lo hizo el cerebro. Motivado por esa pregunta y por el deseo de ayudar a las personas en las que el sistema no funciona correctamente, Miller ha estado estudiando cómo funciona la memoria de trabajo durante más de 20 años. Ahora, en elEdición del 30 aniversario de la revista neurona Miller y los coautores Mikael Lundqvist y Andre Bastos presentan un nuevo modelo de memoria de trabajo que explica cómo el cerebro tiene en cuenta la información la parte de "memoria" y también ejecuta un control volitivo sobre esa la parte de "trabajo".
"Este modelo reúne el mantenimiento y la volición de la memoria de trabajo", dijo Miller.
Reconociendo este trabajo, la Sociedad de Neurociencia Cognitiva recientemente otorgó a Miller el premio George A. Miller en Neurociencia Cognitiva.
Balanceando el bote con olas
Esencialmente, el modelo postula que el cerebro opera la memoria de trabajo mediante la coordinación de conjuntos de células o neuronas, en la corteza con estallidos oportunos de actividad en las frecuencias de ondas cerebrales específicas. En el modelo, ondas en los bajos "alfa y beta"las frecuencias llevan nuestro conocimiento y objetivos en la situación por ejemplo, "Necesito neumáticos que durarán mucho tiempo pero no quiero pagar más de $ 400" y regulan las ondas "gamma" de mayor frecuencia que manejan la nueva información sensorial paraser almacenado y manipulado por ejemplo, el argumento del vendedor de que el juego de llantas A durará 45,000 millas y costará $ 360, y el juego de llantas B durará 60,000 millas y costará $ 420. Mientras tanto, el almacenamiento temporal de esa información sensorial se logra mediante la interacción deEstas ondas rítmicas cambian el peso de las conexiones entre las neuronas, llamadas sinapsis.
El nuevo documento resume varias líneas de evidencia experimental que respaldan el modelo, incluidos los documentos del laboratorio de Miller publicados a principios de este año en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias y Comunicaciones de la naturaleza y en 2016 en neurona . La evidencia, y el modelo en sí, desafían al menos dos creencias clásicas entre los neurocientíficos. Una es que las ondas cerebrales son meramente subproductos de la actividad neuronal y no tienen un significado funcional, y la otra es que la memoria de trabajo es mantenida por unMiller, Lundqvist y Bastos escriben lo contrario, dicen, Miller, Lundqvist y Bastos escriben de manera persistente el zumbido persistente de la activación neuronal, en lugar de las explosiones cortas y coordinadas.
Por ejemplo, en el Comunicaciones de la naturaleza artículo, dirigido por Lundqvist, el equipo mostró las consecuencias funcionales de las diferentes frecuencias de ondas. Los animales fueron entrenados para jugar un juego donde vieron una secuencia de dos imágenes y tuvieron que juzgar si la siguiente secuencia de dos tenía las mismas imágenesen el mismo orden. Las grabaciones de la actividad neuronal mostraron un patrón específico de interacción entre las frecuencias de onda, en el que beta disminuiría para permitir que la gamma aumente cuando sea necesario almacenar o leer la información. Beta aumentaría y la gamma se extinguiría cuandola información podría ser descartada. Más sorprendentemente, los investigadores pudieron ver que las desviaciones de este patrón se correlacionaban fuertemente con los animales que cometían errores. A partir de desviaciones específicas, los científicos incluso podían decir si el animal posteriormente tomó la decisión equivocada basándose en la primera o segunda de las imágenes de prueba.
"Esto se suma a la creciente evidencia de que las ondas cerebrales tienen un papel funcional importante en el cerebro", dijo Miller.
en el PNAS artículo, dirigido por Bastos, los investigadores no solo midieron este mismo tipo de patrón de control de ondas cerebrales, sino que también mostraron que las ondas alfa y beta gobernantes se originan en capas más profundas de la corteza prefrontal, mientras que las ondas gamma se originan en capas más superficiales,tal como los neurocientíficos habían observado previamente en la corteza visual.
Algunos de los datos más recientes del laboratorio, aún no publicados, sugieren que esta interacción de los ritmos alfa-beta "de arriba hacia abajo" que ejercen el control ejecutivo de los ritmos gamma "de abajo hacia arriba" orientados sensorialmente puede extenderse a todo el córtex, por lo tanto, potencialmente gobernandootras funciones relacionadas, como la atención.
Un modelo de trabajo
Miller dijo que su laboratorio está haciendo nuevas preguntas sobre el modelo para explorar el funcionamiento más fino de la memoria de trabajo y también para encontrar formas de mejorarlo terapéuticamente para el tratamiento de la enfermedad psiquiátrica. Miller dijo que el equipo está interesado en determinar cómoEl modelo podría explicar cómo se puede reordenar o dividir la información y cortarla en cubitos de otras maneras. El laboratorio también está trabajando en sistemas para leer y, en tiempo real, estimular de manera correctiva los ritmos en la corteza prefrontal para mejorar la función de la memoria de trabajo.
"¿Podemos fortalecer los ritmos 'de arriba hacia abajo' cuando necesita concentrarse, o podemos fortalecer la gamma debilitando la beta cuando necesita ser más receptivo sensorialmente?", Pregunta Miller.
Con más investigación, el modelo puede decir.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Picower en el MIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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