La memoria es una propiedad dinámica de grupos neuronales

Poblaciones de grupos neuronales / Photo by Perry Grone

El célebre neurocientífico Gerald Edelman (1992) sostiene que la memoria es a nivel del sistema nervioso una propiedad emergente de poblaciones de grupos neuronales. Es decir que, a diferencia de la “memoria” de los computadores – que solía ser utilizada por la ciencia cognitiva clásica como analogía de la memoria humana – , el acto de recordar en los seres vivos no es la recuperación de un conjunto de proposiciones como quien recupera un escrito guardado en un cajón. No es replicativa sino constructiva, y construye activamente los recuerdos de un modo que depende de la experiencia pasada pero también de las posturas corporales y sensaciones perceptivas actuales del individuo.

Los recuerdos no equivalen exactamente a la experiencia anterior sino que emergen de manera dinámica y re-creativa de las alteraciones en la fortaleza sináptica de poblaciones distribuidas de grupos neuronales. De esta manera, los recuerdos – que dependen de la percepción y la acción, y no requieren del lenguaje ni de códigos culturales arbitrarios – constituyen una forma de “recategorización perceptual” y, aunque no son del todo exactos, permiten realizar generalizaciones. Activaciones distintas de grupos neuronales pueden dar lugar de manera emergente a recuerdos semejantes.

Este año 2019, un equipo de investigadores de CalTech liderado por Walter González examinó la actividad neural de ratones mientras aprendían y recordaban un lugar nuevo. Se situaba a los ratones en recintos cerrados, con paredes blancas y con símbolos específicos (por ejemplo una cruz negra, o una barra oblicua) en distintas ubicaciones de la pared. El animal al comienzo no se orientaba especialmente bien en este espacio que para él era nuevo, pero a través de varios ensayos fue cada vez más hábil y rápido en localizar un recipiente con agua azucarada que servía como premio.

Los recuerdos estables son “codificados” por equipos de neuronas que disparan sincrónicamente

A medida que el ratón se familiarizaba con el lugar a lo largo de los ensayos, más y más neuronas disparaban de manera sincrónica cuando se orientaba espacialmente ayudado por los símbolos en las paredes. Las poblaciones cada vez mayores de neuronas que disparaban eran las del hipocampo, parte del cerebro que se sabe que participa activamente en la orientación espacial.

Las experiencias, de estar almacenadas en pocas neuronas, se desvanecen más fácilmente y en menos tiempo, es decir, constituyen recuerdos lábiles a corto plazo. En cambio, el reclutamiento de grupos neuronales más amplios e interconectados entre sí favorece que las neuronas que se activan gatillen la activación de sus vecinas, lo que hace más persistente el recuerdo.

En el experimento con ratones, a través de distintos ensayos las neuronas que se activaban en el hipocampo de un individuo durante la tarea no eran exactamente las mismas. Sin embargo, el patrón general permitía identificar que muchas de las células que participaban en la actividad sincrónica sí eran las mismas que en la experiencia anterior.

Gonzáles (2019) propone la siguiente analogía, aunque referida en este caso a la memoria que depende del lenguaje verbal en humanos: una persona tiene una historia larga que contar y se la relata a varios amigos (los amigos serían análogos a neuronas). En otra ocasión, juntos recuerdan la historia y llenan los detalles que a los demás les faltaba recordar. En las distintas ocasiones, algunos de los amigos presentes no son los mismos, pero los que van llegando obtienen la información sobre la historia que vuelve a ser relatada. El hecho de que la mayoría de los amigos presentes han estado ya en algunas ocasiones anteriores, hace más difícil que el grupo de personas olvide algún detalle de la historia.

Los recuerdos estables (o sea, a largo plazo, pudiendo eventualmente permanecer durante décadas) son “codificados” por equipos de neuronas que disparan sincrónicamente, es decir, simultánea o casi simultáneamente. Esta actividad sincrónica proporciona la redundancia que permite que los recuerdos persistan en el tiempo.

Referencias bibliográficas:

Artículo relacionado:Curcumina: la especia que podría bloquear los malos recuerdos

Edelman, G. (1992). Bright air, brilliant fire. New York: Basic Books. 

Gonzalez, W., Zhang, H., Harutyunyan, A. & Lois, C. (2019) “Persistence of neuronal representations through time and damage in the hippocampus”.Science. doi:10.1126/science.aav9199

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