¿Cómo crea el cerebro los recuerdos?

Una nueva investigación ha descubierto dos tipos de células cerebrales que desempeñan un papel clave en la división de la experiencia humana continua en distintos segmentos que se pueden recordar más tarde. Se trata de un descubrimiento que abre un nuevo camino hacia el desarrollo de tratamientos para los trastornos de la memoria como la demencia y el alzhéimer.

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El estudio, que parte de un consorcio multiinstitucional de la Iniciativa BRAIN, financiado por los Institutos Nacionales de Salud y dirigido por Cedars-Sinai, se ha publicado este lunes en la revista revisada por pares 'Nature Neuroscience'. En concreto, los investigadores –que todavía continúan con el análisis– están observando cómo reaccionan las células cerebrales a medida que se forman los recuerdos.

"Una de las razones por las que no podemos ofrecer una 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", señala el autor principal del estudio, Ueli Rutishauser, que es profesor de Neurocirugía, Neurología y Ciencias Biomédicas en Cedars-Sinai. Asimismo, recuerda que la memoria es fundamental para nosotros como seres humanos.

19 pacientes con epilepsia

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 distintos, un concepto conocido como segmentación de eventos. Al trabajar con 19 pacientes con epilepsia resistente a los medicamentos, Rutishauser y su equipo pudieron estudiar cómo funcionan las neuronas durante este proceso.

Los participantes fueron sometidos a una operación mediante la cual se les insertaron electrodos en el cerebro para ayudar a localizar el foco de sus ataques epilépticos, lo que permitió a los investigadores registrar la actividad de las neuronas individuales mientras los pacientes veían fragmentos de películas 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 suave 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”, cuenta Rutishauser.

En el caso de un límite rígido, la segunda escena podría involucrar a un conjunto completamente diferente de personas que viajan en un coche. “La diferencia entre los límites duros y suaves está en el tamaño de la desviación de la narrativa en curso. ¿Es una historia totalmente diferente o como una nueva escena de la misma historia?”, apunta el director del estudio.

Cuando sujetos de estudio vieron fragmentos de película, los investigadores notaron que ciertas neuronas en el cerebro, a las que llamaron 'células límite', aumentaron su actividad después de los límites duros y suaves. Otro grupo de neuronas, denominadas 'células de eventos', elevó su actividad solo en respuesta a límites estrictos, pero no a límites suaves.

El equipo de Rutishauser teoriza 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 activan, envían al cerebro al estado adecuado para iniciar un nuevo recuerdo.

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“Una respuesta de límite es como crear una nueva carpeta en el ordenador. Entonces puedes depositar archivos allí. Y cuando aparece otro límite, cierras la primera carpeta y creas otra”, explica.

Para recuperar los recuerdos, el cerebro utiliza picos límite a los que Rutishauser llama "anclas para el viaje mental en el tiempo".

“Cuando tratas de recordar algo, las células cerebrales se activan”, señala el autor del estudio. “El sistema de memoria después 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 a ese punto en el tiempo, y las cosas que sucedieron luego se enfocan”.

Para probar su teoría, los investigadores hicieron a los participantes del estudio dos pruebas de memoria.

Primero les mostraron una serie de imágenes fijas y preguntaron si las habían visto o no en las partes de película que había pasado ante sus ojos. Los participantes del estudio tenían más probabilidades de recordar imágenes que seguían de cerca un límite duro o suave, cuando se habría creado una nueva 'carpeta de memoria'.

Los investigadores también enseñaron a los participantes imágenes de fragmentos de película 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 explica que las terapias que mejoran 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 te resulta familiar, crearás un recuerdo mucho más fuerte del material”.

Futuros estudios

En estudios de seguimiento, el equipo planea probar la teoría de que las células límite y de eventos activan las neuronas dopaminérgicas cuando 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.

Los investigadores también observaron 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 una nueva visión importante porque muestra que la estimulación cerebral profunda que ajusta los ritmos theta podría resultar terapéutica para los trastornos de la memoria.