Imagine que se reúne con un amigo para cenar en un nuevo restaurante. Puede probar platos que no haya probado antes, y su entorno será completamente nuevo para usted. Sin embargo, su cerebro sabe que ha tenido experiencias similares.un menú, pedir aperitivos y derrochar en el postre son cosas que probablemente haya hecho al salir a cenar.
Los neurocientíficos del MIT han identificado poblaciones de células que codifican cada uno de estos segmentos distintivos de una experiencia general. Estos fragmentos de memoria, almacenados en el hipocampo, se activan cada vez que ocurre un tipo similar de experiencia, y son distintos del código neuralque almacena recuerdos detallados de una ubicación específica.
Los investigadores creen que este tipo de "código de evento", que descubrieron en un estudio de ratones, puede ayudar al cerebro a interpretar situaciones nuevas y aprender nueva información al usar las mismas células para representar experiencias similares.
"Cuando te encuentras con algo nuevo, hay algunos estímulos realmente nuevos y notables, pero ya sabes bastante sobre esa experiencia en particular, porque es un tipo de experiencia similar a la que ya has tenido antes", dice Susumu Tonegawa,profesor de biología y neurociencia en el Laboratorio de Genética de Circuitos Neurales RIKEN-MIT en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT.
Tonegawa es el autor principal del estudio, que aparece hoy en Neurociencia de la naturaleza . Chen Sun, un estudiante graduado del MIT, es el autor principal del artículo. El estudiante graduado de la Universidad de Nueva York Wannan Yang y el asociado técnico del Instituto Picower Jared Martin también son autores del artículo.
abstracción de codificación
Está bien establecido que ciertas células en el hipocampo del cerebro están especializadas para almacenar recuerdos de ubicaciones específicas. La investigación en ratones ha demostrado que dentro del hipocampo, las neuronas llamadas células lugar se activan cuando los animales están en una ubicación específica, o incluso siEstán soñando con esa ubicación.
En el nuevo estudio, el equipo del MIT quería investigar si el hipocampo también almacena representaciones de elementos más abstractos de un recuerdo. Es decir, en lugar de disparar cada vez que ingresa a un restaurante en particular, estas células podrían codificar "postre", no importadonde lo estás comiendo
Para probar esta hipótesis, los investigadores midieron la actividad en las neuronas de la región CA1 del hipocampo del ratón mientras los ratones corrían repetidamente un laberinto de cuatro vueltas. Al final de cada cuarta vuelta, los ratones recibieron una recompensa. Como se esperaba,Los investigadores encontraron células de lugar que se encendieron cuando los ratones alcanzaron ciertos puntos a lo largo de la pista. Sin embargo, los investigadores también encontraron conjuntos de células que estuvieron activas durante una de las cuatro vueltas, pero no las otras. Alrededor del 30 por ciento de las neuronas en CA1parecía estar involucrado en la creación de este "código de evento"
"Esto nos dio la idea inicial de que, además de un código para el espacio, las células en el hipocampo también se preocupan por esta porción discreta de experiencia llamada vuelta 1, o esta porción discreta de experiencia llamada vuelta 2, o vuelta 3, o vuelta 4,"El sol dice.
Para explorar más esta idea, los investigadores entrenaron a los ratones para que corrieran un laberinto cuadrado el día 1 y luego un laberinto circular el día 2, en el que también recibían una recompensa después de cada cuarta vuelta. Descubrieron que las células del lugar cambiaban su actividad, lo que refleja el nuevo entorno. Sin embargo, los mismos conjuntos de celdas específicas para cada vuelta se activaron durante cada una de las cuatro vueltas, independientemente de la forma de la pista. La actividad de las células codificadoras de vueltas también se mantuvo constante cuando las vueltas se acortaron o alargaron.
"Incluso en las nuevas ubicaciones espaciales, las celdas aún mantienen su codificación para el número de vuelta, lo que sugiere que las celdas que codificaban una vuelta cuadrada 1 ahora se han transferido al código para una vuelta circular 1", dice Sun.
Los investigadores también demostraron que si usaban la optogenética para inhibir la entrada sensorial de una parte del cerebro llamada corteza entorrinal medial MEC, la codificación del regazo no ocurriría. Ahora están investigando qué tipo de entrada proporciona la región MEC aayuda al hipocampo a crear recuerdos que consisten en fragmentos de una experiencia.
dos códigos distintos
Estos hallazgos sugieren que, de hecho, cada vez que cenas, se activan células de memoria similares, sin importar dónde o qué estés comiendo. Los investigadores teorizan que el hipocampo contiene "dos códigos manipulables mutuamente e independientemente", dice Sun.Uno codifica cambios continuos en la ubicación, el tiempo y la información sensorial, mientras que el otro organiza una experiencia general en trozos más pequeños que se ajustan a categorías conocidas como aperitivo y postre.
"Creemos que ambos tipos de códigos del hipocampo son útiles, y ambos son importantes", dice Tonegawa. "Si queremos recordar todos los detalles de lo que sucedió en una experiencia específica, los cambios de momento a momento que ocurrieron, entoncesel monitoreo continuo es efectivo. Pero, por otro lado, cuando tenemos una experiencia más larga, si lo pones en fragmentos y recuerdas el orden abstracto de los fragmentos abstractos, eso es más efectivo que monitorear este largo proceso de cambios continuos ".
Tonegawa y Sun creen que las redes de células que codifican fragmentos de experiencias también pueden ser útiles para un tipo de aprendizaje llamado aprendizaje de transferencia, que le permite aplicar el conocimiento que ya tiene para ayudarlo a interpretar nuevas experiencias o aprender cosas nuevas. Laboratorio de Tonegawaahora está trabajando para tratar de encontrar poblaciones celulares que puedan codificar estos conocimientos específicos.
La investigación fue financiada por el Centro RIKEN para la Ciencia del Cerebro, el Instituto Médico Howard Hughes y la Fundación JPB.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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