Los investigadores han identificado dos tipos de células en nuestro cerebro que están involucradas en la organización de recuerdos discretos en función de cuándo ocurrieron. Este hallazgo mejora nuestra comprensión de cómo el cerebro humano forma recuerdos y podría tener implicaciones en los trastornos de la memoria como la enfermedad de Alzheimer. ElEl estudio fue apoyado por la iniciativa Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies BRAIN de los Institutos Nacionales de la Salud y se publicó en Naturaleza Neurociencia.
"Este trabajo es transformador en la forma en que los investigadores estudiaron la forma en que piensa el cerebro humano", dijo Jim Gnadt, Ph.D., director del programa en el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares y la Iniciativa NIH BRAIN. "Aporta aneurociencia humana un enfoque utilizado previamente en primates y roedores no humanos mediante el registro directo de las neuronas que generan pensamientos".
Este estudio, dirigido por Ueli Rutishauser, Ph.D., profesor de neurocirugía, neurología y ciencias biomédicas en el Centro Médico Cedars-Sinai en Los Ángeles, comenzó con una pregunta engañosamente simple: ¿cómo forma y organiza nuestro cerebro los recuerdos?Vivimos nuestras vidas despiertas como una experiencia continua, pero se cree, con base en los estudios del comportamiento humano, que almacenamos estos eventos de la vida como momentos individuales y distintos. ¿Qué marca el comienzo y el final de un recuerdo? Esta teoría se conoce como "segmentación de eventos"., y sabemos relativamente poco sobre cómo funciona el proceso en el cerebro humano.
Para estudiar esto, Rutishauser y sus colegas trabajaron con 20 pacientes a los que se les estaba realizando un registro intracraneal de la actividad cerebral para guiar la cirugía para el tratamiento de su epilepsia resistente a los medicamentos. Observaron cómo se veía afectada la actividad cerebral de los pacientes cuando se les mostraban clips de película que conteníandiferentes tipos de "límites cognitivos": se cree que las transiciones desencadenan cambios en la forma en que se almacena un recuerdo y que marcan el comienzo y el final de los "archivos" de memoria en el cerebro.
El primer tipo, denominado "límite suave", es un video que contiene una escena que luego pasa a otra escena que continúa la misma historia. Por ejemplo, un juego de béisbol que muestra un lanzamiento y, cuando el bateador golpeala pelota, la cámara corta a una toma del fildeador haciendo una jugada. En contraste, un "límite duro" es un corte a una historia completamente diferente: imagine si la pelota bateada fuera seguida inmediatamente por un corte a un comercial.
Jie Zheng, Ph.D., becario postdoctoral en el Children's Hospital Boston y primer autor del estudio, explicó la diferencia clave entre los dos límites.
"¿Es esta una nueva escena dentro de la misma historia, o estamos viendo una historia completamente diferente? Cuánto cambia la narrativa de un clip a otro determina el tipo de límite cognitivo", dijo Zheng.
Los investigadores registraron la actividad cerebral de los participantes mientras miraban los videos y notaron dos grupos distintos de células que respondían a diferentes tipos de límites al aumentar su actividad. Un grupo, llamado "células límite" se volvió más activo en respuesta aya sea un límite suave o duro. Un segundo grupo, conocido como "células de eventos" respondió solo a límites duros. Esto llevó a la teoría de que la creación de una nueva memoria ocurre cuando hay un pico en la actividad tanto del límite como del evento.células, que es algo que solo ocurre después de un límite duro.
Una analogía de cómo se pueden almacenar y acceder a los recuerdos en el cerebro es cómo se almacenan las fotos en su teléfono o computadora. A menudo, las fotos se agrupan automáticamente en eventos según cuándo y dónde se tomaron y luego se le muestran como unfoto clave de ese evento. Cuando toca o hace clic en esa foto, puede profundizar en ese evento específico.
"Una respuesta de límite se puede considerar como la creación de un nuevo evento fotográfico", dijo el Dr. Rutishauser. "A medida que construye la memoria, es como si se agregaran nuevas fotografías a ese evento. Cuando ocurre un límite rígido, ese evento escerrado y comienza uno nuevo. Se pueden pensar en límites suaves para representar nuevas imágenes creadas dentro de un solo evento".
A continuación, los investigadores observaron la recuperación de la memoria y cómo este proceso se relaciona con la activación de las células límite y de eventos. Ellos teorizaron que el cerebro usa los picos límite como marcadores para "rozar" los recuerdos pasados, de manera muy parecida a como se usan las fotos clave.para identificar eventos. Cuando el cerebro encuentra un patrón de activación que parece familiar, "abre" ese evento.
Se usaron dos pruebas de memoria diferentes diseñadas para estudiar esta teoría. En la primera, a los participantes se les mostró una serie de imágenes fijas y se les preguntó si eran de una escena en los clips de película que acababan de ver. Los participantes del estudio tenían más probabilidades derecuerde las imágenes que ocurrieron poco después de un límite duro o suave, que es cuando se habría creado una nueva "foto" o "evento".
La segunda prueba consistió en mostrar pares de imágenes tomadas de fragmentos de películas que acababan de ver. Luego se les preguntó a los participantes cuál de las dos imágenes había aparecido primero. Resultó que les resultó mucho más difícil elegir la imagen correcta si eldos ocurrieron en diferentes lados de un límite duro, posiblemente porque habían sido colocados en diferentes "eventos".
Estos hallazgos brindan una mirada a cómo el cerebro humano crea, almacena y accede a los recuerdos. Debido a que la segmentación de eventos es un proceso que puede verse afectado en las personas que viven con trastornos de la memoria, estos conocimientos podrían aplicarse al desarrollo de nuevas terapias.
En el futuro, el Dr. Rutishauser y su equipo planean buscar dos vías posibles para desarrollar terapias relacionadas con estos hallazgos. Primero, las neuronas que usan el químico dopamina, que son más conocidas por su papel en los mecanismos de recompensa, pueden seractivado por células límite y de eventos, lo que sugiere un posible objetivo para ayudar a fortalecer la formación de recuerdos.
En segundo lugar, uno de los ritmos internos normales del cerebro, conocido como ritmo theta, se ha relacionado con el aprendizaje y la memoria. Si las células de eventos se dispararon a tiempo con ese ritmo, a los participantes les resultó más fácil recordar el orden de las imágenes que habían visto.Debido a que la estimulación cerebral profunda puede afectar los ritmos theta, esta podría ser otra vía para el tratamiento de pacientes con ciertos trastornos de la memoria.
Este proyecto fue posible gracias a un consorcio multiinstitucional a través del programa Research on Humans de NIH BRAIN Initiative. Las instituciones involucradas en este estudio fueron Cedars-Sinai Medical Center, Children's Hospital Boston sitio PI Gabriel Kreiman, Ph.D.,y Toronto Western Hospital sitio PI Taufik Valiante, MD, Ph.D.. El estudio fue financiado por NIH BRAIN Initiative NS103792, NS117839, la National Science Foundation y Brain Canada.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por NIH/Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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