Nuevos hallazgos sobre cómo las neuronas de la memoria autobiográfica codifican las experiencias personales
Investigadores de la Universidad de Bonn (UKB) han ampliado nuestra comprensión de dos tipos de neuronas -las neuronas de concepto y las células de localización- que se habían descubierto anteriormente. Las neuronas de concepto responden a estímulos específicos, como caras u objetos, y las de localización, a la posición espacial. Un hallazgo clave de este estudio fue el descubrimiento de que ciertas neuronas del cerebro humano pueden codificar recuerdos autobiográficos complejos, vinculando distintos aspectos de experiencias personales como personas, lugares y acontecimientos en un rastro de memoria coherente. Esto difiere radicalmente de estudios anteriores que habían identificado neuronas que sólo codificaban conceptos o lugares concretos. Este estudio pone de relieve la complejidad del mecanismo cerebral de procesamiento de los recuerdos autobiográficos y ofrece esperanzas para futuros tratamientos de los trastornos de la memoria.
El descubrimiento de las neuronas que predicen la memoria
Las neuronas de concepto (a menudo llamadas «neuronas Jennifer Aniston» o «células abuela») se descubrieron a principios de la década de 2000. En 2005, un estudio histórico descubrió neuronas en el lóbulo temporal medial humano que respondían selectivamente a conceptos específicos, como una persona, un lugar o un objeto concretos.
Las células de lugar (localización) fueron descubiertas en 1971 por John O’Keefe. Comprobó que determinadas neuronas del hipocampo de las ratas se activaban cuando el animal se encontraba en un lugar concreto, lo que indicaba la existencia de un sistema de cartografía espacial en el cerebro.
Un equipo de investigación internacional dirigido por el Prof. Florian Mormann, del Departamento de Epileptología de la UKB, que también es miembro del Área de Investigación Transdisciplinar (TRA) «Vida y Salud» de la Universidad de Bonn, ya confirmó su importante función para la memoria de trabajo en un estudio de 2017, en el que neuronas de concepto individuales que representan personas u objetos específicos mantienen disponible el contenido de la memoria durante un breve periodo de tiempo. Permanecen activas hasta que se muestra una nueva imagen y se estimula otra neurona.
Además, el equipo de investigación pudo incluso utilizar la activación de las neuronas de concepto durante la fase de memoria de trabajo para predecir si los sujetos de prueba recordarían después correctamente la imagen que se les había mostrado.
Pero hasta ahora no estaba claro cómo funcionaba la transferencia correcta de las experiencias a la memoria episódica, que almacena acontecimientos y experiencias autobiográficas, incluidos el lugar y el tiempo.
«Por tanto, perseguimos la hipótesis de que estas neuronas de concepto proporcionan los bloques de construcción que se unen para formar un recuerdo de una experiencia», explica la primera autora, Sina Mackay, estudiante de doctorado de la Universidad de Bonn en el grupo de investigación del Prof. Mormann en la UKB.
La investigación demuestra que las neuronas de concepto reaccionan ante imágenes concretas, como personas u objetos. Por su parte, las neuronas de localización responden a posiciones espaciales, independientemente de la imagen mostrada. Juntas, estas neuronas codifican el «qué» y el «dónde» de un recuerdo, lo que permite al cerebro almacenar información detallada.
Cuando más tarde los participantes recordaron correctamente sus memorias, estas neuronas mostraron una mayor actividad. Esta conexión entre la frecuencia de activación de las neuronas y el éxito de los recuerdos permite comprender cómo prioriza el cerebro determinados recuerdos.
¿Cómo funciona la formación de la memoria?
Estudios anteriores han demostrado que el lóbulo temporal medial desempeña un papel en la memoria, pero esta investigación identifica las neuronas específicas implicadas:
- Las neuronas de concepto sólo se activan cuando el cerebro encuentra estímulos concretos, como la cara de una persona o un objeto. Su naturaleza altamente selectiva garantiza que no reaccionen ante imágenes no relacionadas, lo que pone de relieve su función especializada en la formación de la memoria.
- Las neuronas de localización funcionan de forma diferente. Responden a posiciones específicas en una pantalla, independientemente del objeto que aparezca en ella. Por ejemplo, si se muestran diferentes objetos en el mismo lugar, se activará la misma neurona de localización. Esto sugiere que las neuronas de localización se centran en procesar información espacial.
El equipo utilizó una tarea de memoria asociativa para su estudio. Los participantes veían imágenes de objetos y las relacionaban con lugares concretos de una pantalla. Midiendo la frecuencia de activación de las neuronas, los investigadores pudieron predecir qué recuerdos recordarían con éxito los participantes. Esta capacidad de prever la retención de la memoria aporta información valiosa sobre cómo el cerebro codifica y recupera los recuerdos.
Implicaciones en los trastornos de la memoria
Este descubrimiento tiene importantes implicaciones para entender trastornos de la memoria como la enfermedad de Alzheimer. La pérdida de memoria, síntoma clave de muchos trastornos neurodegenerativos, podría mejorarse dirigiéndose a las neuronas de concepto y localización. Estimulando estas neuronas, los científicos podrían ayudar a mejorar la retención de la memoria en personas con trastornos cognitivos.
Además de mejorar nuestra comprensión de la memoria, este estudio abre la puerta a posibles terapias para potenciarla. Si los investigadores pueden actuar sobre las neuronas responsables de predecir la retención de la memoria, podrían ayudar a los pacientes con pérdida de memoria a recordar más información. Este enfoque podría tener un impacto significativo en las personas que sufren trastornos de la memoria.
Además, el profesor Mormann cree que estas neuronas pueden reactivarse durante el sueño profundo, que es crucial para consolidar los recuerdos. Esta hipótesis concuerda con las teorías existentes sobre el papel del sueño en la formación de la memoria. Sin embargo, son necesarios más estudios para confirmarla.
Realización del estudio
La investigación se llevó a cabo en la Clínica de Epileptología de la Universidad de Bonn, uno de los mayores centros de epilepsia de Europa. Los pacientes con epilepsia grave suelen someterse a procedimientos que implican la implantación de electrodos en el cerebro. Estos electrodos permitieron a los investigadores monitorizar la actividad neuronal mientras los participantes realizaban tareas relacionadas con la memoria.
El equipo midió la actividad de las neuronas del lóbulo temporal medial y del córtex parahipocampal durante el estudio. Se centraron específicamente en las neuronas de concepto y localización para determinar si estas neuronas predecían la formación satisfactoria de la memoria.
Los resultados fueron claros. Aunque la mayoría de las neuronas de estas regiones cerebrales no predijeron la retención de recuerdos, las neuronas de concepto y localización mostraron tasas de activación significativamente más altas cuando los participantes recordaban recuerdos con éxito. Esto subraya el papel único de estas neuronas en el procesamiento de la información visual y espacial, esencial para la formación de recuerdos detallados.
No olvides activar los subtítulos en español:
Conclusiones: Una nueva comprensión de la memoria
Esta investigación pionera arroja luz sobre los intrincados mecanismos de formación de la memoria y permite comprender el papel de determinadas neuronas. Estas son las principales conclusiones:
- Las neuronas vinculadas a la memoria de acontecimientos específicos: El estudio identifica neuronas que no sólo codifican conceptos o lugares concretos, sino que los integran en recuerdos autobiográficos más complejos. Esto pone de relieve que ciertas neuronas pueden activarse al recordar acontecimientos vitales específicos asociados a determinadas personas, situaciones o lugares.
- La asociación entre neuronas y recuerdos específicos: Las anteriormente conocidas como «neuronas de concepto» o «neuronas de lugar» podían activarse ante distintos conceptos o ubicaciones espaciales. Esta nueva investigación demuestra que hay neuronas que se activan específicamente al recordar determinados acontecimientos, lo que sugiere su papel en la codificación de la memoria de una forma más compleja y contextual, en lugar de limitarse a codificar aspectos individuales (como lugares o conceptos).
- Una comprensión más profunda de la función del hipocampo: El estudio propone que el hipocampo y las áreas cerebrales adyacentes pueden estar más especializadas en la codificación de recuerdos personales de lo que se pensaba. Abre la posibilidad de que existan «neuronas de memoria autobiográfica», que ayudan a las personas a recordar y representar no sólo conceptos o lugares aislados, sino episodios enteros de su vida.
En resumen, esta investigación amplía la comprensión de cómo el cerebro codifica y almacena los recuerdos autobiográficos, demostrando que algunas neuronas están directamente vinculadas a recuerdos específicos y no sólo a conceptos o atributos espaciales.
Entender cómo contribuyen a este proceso las neuronas de concepto y localización será fundamental para futuros avances en neurociencia.El equipo también cree que sus hallazgos podrían conducir a nuevos tratamientos para trastornos relacionados con la memoria. Al conocer mejor cómo las neuronas codifican y almacenan los recuerdos, los científicos podrían desarrollar terapias que mejoren la memoria de las personas que padecen enfermedades neurodegenerativas.
Futuras orientaciones de la investigación sobre la memoria
Los resultados de este estudio ofrecen interesantes posibilidades para futuras investigaciones, sobre todo en lo que respecta al funcionamiento de estas neuronas durante el sueño. El sueño es fundamental para la consolidación de la memoria, pero los mecanismos exactos implicados siguen sin estar claros. El equipo de investigadores cree que las neuronas de concepto y localización podrían reactivarse durante el sueño para ayudar a consolidar los recuerdos. Es probable que futuros estudios exploren cómo funcionan estas neuronas durante el sueño y cómo interactúan con otras partes del cerebro.
Además, esta investigación plantea preguntas intrigantes sobre cómo encajan estas neuronas en la red más amplia de regiones cerebrales implicadas en la formación de la memoria. La memoria es un proceso complejo que requiere la cooperación de muchas redes neuronales diferentes.
Estos hallazgos ponen de relieve el complejo pero preciso sistema del cerebro para procesar y retener los recuerdos. Las investigaciones futuras se centrarán en explorar cómo funcionan estas neuronas durante el sueño y la consolidación de la memoria, lo que podría abrir nuevas vías para tratar trastornos relacionados con la memoria.
Identificar las neuronas de concepto y localización representa un avance significativo en la comprensión de la memoria. Estas neuronas son las responsables de codificar el «qué» y el «dónde» de un recuerdo, lo que permite al cerebro almacenar información detallada sobre personas y lugares. Este descubrimiento ofrece valiosos conocimientos sobre cómo se forman y recuperan los recuerdos, y podría conducir a nuevos tratamientos para los trastornos de la memoria.
Mientras los investigadores siguen estudiando las funciones de estas neuronas, las aplicaciones potenciales son enormes. Mejorar la función de la memoria en personas con Alzheimer u otras enfermedades neurodegenerativas podría suponer un gran avance en la ciencia médica. Al comprender cómo contribuyen las neuronas a la memoria, los científicos pueden desvelar más misterios sobre los sistemas de memoria del cerebro.
