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¿Cómo se almacenan los recuerdos en el cerebro?

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He estado pensando en esto por un tiempo y no puedo entender cómo se puede almacenar un recuerdo en el cerebro.

Entiendo que los recuerdos importantes se conservan favorablemente, como una experiencia cercana a la muerte, el nacimiento de su hijo o el día de su boda. Pero no puedo comprender cómo esto puede almacenarse biológicamente en el cerebro.


En primer lugar, me gustaría enfatizar que la comprensión de los recuerdos y el aprendizaje tal como lo conocemos todavía se encuentra en sus primeras etapas. De hecho, los mecanismos detrás de la memoria a corto plazo todavía están bajo un intenso debate.

En cuanto a la memoria a largo plazo, es esencialmente causada por cambios químicos en las sinapsis entre las neuronas del cerebro. Cuando siente los estímulos de su entorno, los potenciales de acción siguen un rastro específico de neuronas aferentes hacia el sistema nervioso central, que luego envía un mensaje a través de las neuronas eferentes para iniciar una respuesta. La alta frecuencia de estos potenciales de acción de los mismos estímulos en cualquier sentido permite el fortalecimiento de conexiones específicas entre neuronas, lo que se denomina potenciación a largo plazo. Este fenómeno es uno de los principales componentes de la plasticidad sináptica, que también se aplica al debilitamiento de las conexiones sinápticas entre neuronas debido a la falta de transmisión, así como al cambio en el número de conexiones que las neuronas reciben y hacen. La plasticidad sináptica también se ve influenciada por el cambio en la cantidad de neurotransmisores que se expulsan a la hendidura sináptica y por la forma en que las células reaccionan a estos neurotransmisores, que está altamente regulada por los niveles de calcio. En última instancia, la plasticidad sináptica de acuerdo con el aprendizaje se conoce como teoría de Hebb.

Todavía no estamos seguros de dónde se almacenan los recuerdos dentro del cerebro, pero sabemos que el hipocampo juega un papel importante. Definitivamente ayuda a almacenar y estructurar los recuerdos en forma de estos millones de cambios sinápticos. Por último, es probable que se produzca la consolidación de la memoria en otras regiones del cerebro durante períodos de tiempo más prolongados, pero algunos todavía lo debaten.


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El recuerdo adecuado en el momento adecuado

Howard Eichenbaum ha publicado un nuevo estudio que sugiere que el circuito en el cerebro humano que recupera recuerdos apropiados para situaciones específicas abarca largas distancias y apoya un diálogo complejo entre dos estructuras cerebrales. Foto de Cydney Scott

Tienes un plan para recoger los comestibles para la cena de camino a casa. Ahora mismo, sin embargo, estás en tu oficina, café en mano. Un compañero de trabajo cae preguntando qué materiales se necesitan para una próxima reunión.

Lo más probable es que su respuesta no sea "zanahorias". Eso es porque el cerebro humano contiene circuitos que recuperan recuerdos apropiados para la situación actual.

Un nuevo trabajo del laboratorio de Howard Eichenbaum, profesor distinguido William Fairfield Warren de la Universidad de Boston y director del Centro de Memoria y Cerebro de la Universidad de Buenos Aires, sugiere que este circuito abarca largas distancias en el cerebro y apoya un diálogo complejo entre dos estructuras cerebrales. El trabajo, publicado en línea el 20 de junio de 2016, en Neurociencia de la naturaleza, es uno de los primeros en describir las operaciones de un gran circuito cerebral que controla el comportamiento complejo. Al revelar los detalles de las comunicaciones entre las regiones del cerebro para acceder a los recuerdos apropiados, los hallazgos pueden dar a los investigadores clínicos pistas sobre qué canales de comunicación pueden verse afectados en los trastornos cerebrales que alteran la memoria.

"La comprensión de este sistema tiene implicaciones para casi cualquier trastorno que afecte la memoria, desde la esquizofrenia, la depresión y la epilepsia hasta la lesión cerebral traumática y el trastorno de estrés postraumático", dice Charan Ranganath, neurocientífico de la Universidad de California, Davis, que estudia en humanos. memoria pero no participó en esta investigación. "Estamos realmente interesados ​​en comprender la capacidad de utilizar el conocimiento para tomar decisiones".

Buscando Froot Loops

Para estudiar un comportamiento humano complejo, como recordar la información adecuada en el momento adecuado, Eichenbaum tuvo que entrenar a las ratas para que memorizaran una información importante y luego encontraran la manera de que la usaran. Así que su equipo entrenó ratas para encontrar Froot Loops en macetas. “Las ratas están absolutamente locas con Froot Loops”, dice.

Por ejemplo, las ratas aprendieron que en la habitación A el cereal está escondido en una olla llena de perlas de plástico violeta que huelen dulce. Pero en la habitación B, los productos están en la olla llena de trozos de papel negro que huelen picante. "Las ratas son geniales con los olores y las texturas, por lo que estamos usando señales de textura y olfativas para dirigirlas a expresar su memoria", dice Eichenbaum.

Mientras las ratas navegan de una habitación a otra, el equipo de Eichenbaum registra su actividad cerebral mediante electrodos insertados en el cerebro. Controlan tanto el hipocampo, conocido por ser el asiento de la memoria en el cerebro, como la corteza prefrontal, que se cree que es un coordinador.

El circuito que guía la selección de recuerdos basados ​​en el contexto actual abarca el cerebro de la rata. La información fluye desde el hipocampo ventral (vHPC), en la parte inferior del cerebro, a la corteza prefrontal (mPFC), y luego de regreso al hipocampo dorsal (dHPC), cerca de la parte superior del cerebro. Las averías en los circuitos pueden causar diferentes tipos de problemas de memoria, incluida la pérdida de memoria y también la incapacidad de determinar qué recuerdos son apropiados para la situación actual. Diagrama cortesía de Howard Eichenbaum

En estudios anteriores, el equipo ya había aprendido que las neuronas en la corteza prefrontal se activan en relación con señales que señalan recompensas, como una olla en particular que contiene un alijo de Froot Loops. También habían identificado neuronas en una región llamada hipocampo ventral que reconocen la habitación en la que se encuentra la rata. Las neuronas del hipocampo dorsal se activan cuando la rata reconoce una maceta que ha visto antes. En este experimento más reciente, aprendieron cómo el cerebro reúne estas piezas de información para guiar una decisión, como en qué olla excavar.

Por ejemplo, cuando la rata entra en la habitación A, el hipocampo ventral se transmite a la corteza prefrontal, estableciendo el contexto en la habitación A. El hipocampo dorsal comienza a disparar cuando reconoce las macetas. La corteza prefrontal, que sabe que la recompensa en la habitación A está en la olla con cuentas de color púrpura, envía esta información al hipocampo dorsal, indicándole en qué memoria actuar. “Las dos regiones operan juntas como un sistema, como un apretón de manos”, dice Eichenbaum. "Estamos viendo a nivel de neuronas lo que sucede en la vida cognitiva".

Memoria con propósito

Este apretón de manos es importante porque muchas cosas pueden salir mal para interrumpirlo. Cuando el equipo de Eichenbaum desactivó temporalmente la corteza prefrontal, las ratas buscaron alimento en cada olla, no porque no reconozcan las ollas, sino porque no saben qué olla contiene una recompensa según la habitación en la que se encuentran. “La corteza prefrontal tiene un rol muy específico ”, dice Eichenbaum. "No activa los recuerdos correctos, sino que evita que los recuerdos incorrectos se entrometan".

Este hallazgo puede ser relevante para enfermedades humanas como la esquizofrenia. Las personas con este trastorno no tienen problemas para recordar cosas, pero a menudo tienen problemas para filtrar información irrelevante o inapropiada. "Si el hipocampo recuerda algo, es el sonido de una mano aplaudiendo", dice Ranganath. "No le ayuda a menos que llegue a áreas que pueden usar la información para tomar una decisión o acción".

No existe una conexión anatómica directa en el cerebro entre la corteza prefrontal y el hipocampo dorsal, por lo que no está claro cómo se transmiten los mensajes entre ellos. Pero los estudios de Eichenbaum sugieren que puede haber una ruta bidireccional indirecta que involucra ritmos cerebrales lentos y pulsantes llamados ritmos theta. Estos ritmos se originan en estructuras profundas en el medio del cerebro, se sincronizan entre el hipocampo y la corteza prefrontal y permiten que la información fluya entre ellos.

Para explorar esta posibilidad, Eichenbaum está utilizando optogenética, una poderosa herramienta que permite a los investigadores configurar neuronas específicas en el cerebro de ratas para que se puedan encender o apagar con luz láser. “Esperamos trazar todo el recorrido del circuito que es crucial para este diálogo”, dice Eichenbaum.

Los ritmos theta también son una pista importante para investigadores como Ranganath. "Tenemos que estudiar la actividad theta en el cerebro humano ahora que creemos que está relacionada con su capacidad para recordar las cosas que necesita recordar cuando necesita recordarlas", dice.


Recuerdos implícitos y explícitos

Crédito de la foto: Nabakishorec

Tenemos dos tipos de recuerdos, implícitos y explícitos. Los recuerdos implícitos involucran centros cerebrales reptiles y límbicos, específicamente la amígdala. Estos a veces se denominan recuerdos corporales o recuerdos no verbales porque se almacenan como patrones y sensaciones motoras. Ejemplos de un recuerdo traumático implícito pueden incluir sentir repentinamente náuseas, pánico o congelación con o sin una comprensión clara de por qué está sucediendo esto ahora.

Los recuerdos explícitos son recuerdos a largo plazo que incluyen nuestro conocimiento de hechos básicos y una secuencia de eventos que incluyen el tiempo y el lugar. Nuestros recuerdos explícitos se basan en el proceso de consolidación del hipocampo. Los recuerdos explícitos dependen del área de Broca, un área del lenguaje en la corteza que le ayuda a poner sus experiencias en palabras.


Los neurocientíficos plantan recuerdos falsos en el cerebro

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El fenómeno de la memoria falsa ha sido bien documentado: en muchos casos judiciales, los acusados ​​han sido declarados culpables en base al testimonio de testigos y víctimas que estaban seguros de sus recuerdos, pero la evidencia de ADN luego anuló la condena.

En un paso hacia la comprensión de cómo surgen estos recuerdos defectuosos, los neurocientíficos del MIT han demostrado que pueden plantar recuerdos falsos en el cerebro de los ratones. También encontraron que muchos de los rastros neurológicos de estos recuerdos son de naturaleza idéntica a los de los recuerdos auténticos.

"Ya sea un recuerdo falso o genuino, el mecanismo neuronal del cerebro que subyace al recuerdo del recuerdo es el mismo", dice Susumu Tonegawa, profesor de Biología y Neurociencia de Picower y autor principal de un artículo que describe los hallazgos en la edición del 25 de julio de Ciencias.

El estudio también proporciona más evidencia de que los recuerdos se almacenan en redes de neuronas que forman rastros de memoria para cada experiencia que tenemos, un fenómeno que el laboratorio de Tonegawa demostró por primera vez el año pasado.

Los neurocientíficos han buscado durante mucho tiempo la ubicación de estos rastros de memoria, también llamados engramas. En el par de estudios, Tonegawa y sus colegas del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT demostraron que podían identificar las células que forman parte de un engrama para una memoria específica y reactivarlo usando una tecnología llamada optogenética.

Los autores principales del artículo son el estudiante graduado Steve Ramirez y el científico investigador Xu Liu. Otros autores son la asistente técnica Pei-Ann Lin, el científico investigador Junghyup Suh y los postdoctorados Michele Pignatelli, Roger Redondo y Tomas Ryan.

Buscando el engrama

Los recuerdos episódicos (recuerdos de experiencias) se componen de asociaciones de varios elementos, incluidos los objetos, el espacio y el tiempo. Estas asociaciones están codificadas por cambios químicos y físicos en las neuronas, así como por modificaciones en las conexiones entre las neuronas.

Dónde residen estos engramas en el cerebro ha sido una cuestión de larga data en la neurociencia. “¿La información se distribuye en varias partes del cerebro o hay un área particular del cerebro en la que se almacena este tipo de memoria? Esta ha sido una pregunta muy fundamental ”, dice Tonegawa.

En la década de 1940, el neurocirujano canadiense Wilder Penfield sugirió que los recuerdos episódicos se encuentran en el lóbulo temporal del cerebro. Cuando Penfield estimuló eléctricamente las células de los lóbulos temporales de los pacientes que estaban a punto de someterse a una cirugía para tratar las convulsiones epilépticas, los pacientes informaron que les vinieron a la mente recuerdos específicos. Estudios posteriores del paciente amnésico conocido como "H.M." confirmó que el lóbulo temporal, incluida la zona conocida como hipocampo, es fundamental para la formación de recuerdos episódicos.

Sin embargo, estos estudios no probaron que los engramas estén realmente almacenados en el hipocampo, dice Tonegawa. Para hacer ese caso, los científicos necesitaban demostrar que la activación de grupos específicos de células del hipocampo es suficiente para producir y recordar recuerdos.

Para lograrlo, el laboratorio de Tonegawa recurrió a la optogenética, una nueva tecnología que permite que las células se enciendan o apaguen de forma selectiva mediante la luz.

Para este par de estudios, los investigadores diseñaron células del hipocampo de ratón para expresar el gen de la canalrodopsina, una proteína que activa las neuronas cuando es estimulada por la luz. También modificaron el gen para que se produjera canalrodopsina siempre que se activara el gen c-fos, necesario para la formación de la memoria.

En el estudio del año pasado, los investigadores condicionaron a estos ratones para que temieran a una cámara en particular mediante una descarga eléctrica leve. A medida que se formó esta memoria, se activó el gen c-fos, junto con el gen de la canalrodopsina diseñado por ingeniería genética. De esta manera, las células que codifican el rastro de la memoria fueron "etiquetadas" con proteínas sensibles a la luz.

Al día siguiente, cuando los ratones fueron colocados en una cámara diferente que nunca antes habían visto, se comportaron normalmente. Sin embargo, cuando los investigadores enviaron un pulso de luz al hipocampo, estimulando las células de memoria marcadas con canalrodopsina, los ratones se congelaron de miedo cuando se reactivó la memoria del día anterior.

“En comparación con la mayoría de los estudios que tratan al cerebro como una caja negra mientras intentamos acceder a él desde afuera hacia adentro, esto es como si estuviéramos tratando de estudiar el cerebro de adentro hacia afuera”, dice Liu. "La tecnología que desarrollamos para este estudio nos permite diseccionar con precisión e incluso potencialmente jugar con el proceso de la memoria al controlar directamente las células cerebrales".

Recibiendo recuerdos falsos

Eso es exactamente lo que hicieron los investigadores en el nuevo estudio: explorar si podían usar estos engramas reactivados para plantar recuerdos falsos en los cerebros de los ratones.

Primero, los investigadores colocaron a los ratones en una cámara nueva, A, pero no administraron ninguna descarga. Mientras los ratones exploraban esta cámara, sus células de memoria fueron marcadas con canalrodopsina. Al día siguiente, los ratones fueron colocados en una segunda cámara muy diferente, B. Después de un tiempo, los ratones recibieron una leve descarga en la pata. En el mismo instante, los investigadores utilizaron luz para activar las células que codifican la memoria de la cámara A.

Al tercer día, los ratones fueron devueltos a la cámara A, donde ahora se congelaron de miedo, a pesar de que nunca habían sido electrocutados allí. Se había iniciado un recuerdo falso: los ratones temían el recuerdo de la cámara A porque cuando se administraba la descarga en la cámara B, estaban reviviendo el recuerdo de estar en la cámara A.

Además, ese recuerdo falso parecía competir con un recuerdo genuino de la cámara B, encontraron los investigadores. Estos ratones también se congelaron cuando se colocaron en la cámara B, pero no tanto como los ratones que habían recibido una descarga en la cámara B sin tener la memoria de la cámara A activada.

Luego, los investigadores demostraron que inmediatamente después de recordar la memoria falsa, los niveles de actividad neuronal también se elevaron en la amígdala, un centro del miedo en el cerebro que recibe información de la memoria del hipocampo, tal como ocurre cuando los ratones recuerdan una memoria genuina.

Estos dos artículos representan un gran paso adelante en la investigación de la memoria, dice Howard Eichenbaum, profesor de psicología y director del Centro de Memoria y Cerebro de la Universidad de Boston.

“Identificaron una red neuronal asociada con la experiencia en un entorno, le adjuntaron una asociación de miedo y luego reactivaron la red para demostrar que apoya la expresión de la memoria. Eso, para mí, muestra por primera vez un verdadero engrama funcional ”, dice Eichenbaum, que no formó parte del equipo de investigación.

El equipo del MIT ahora está planeando más estudios sobre cómo los recuerdos se pueden distorsionar en el cerebro.

“Ahora que podemos reactivar y cambiar el contenido de los recuerdos en el cerebro, podemos comenzar a hacer preguntas que alguna vez fueron el reino de la filosofía”, dice Ramírez. “¿Existen múltiples condiciones que conducen a la formación de recuerdos falsos? ¿Se pueden crear artificialmente recuerdos falsos tanto de eventos placenteros como aversivos? ¿Qué pasa con los recuerdos falsos para algo más que contextos: recuerdos falsos para objetos, comida u otros ratones? Estas son las preguntas que alguna vez parecieron de ciencia ficción y que ahora pueden abordarse experimentalmente en el laboratorio ".


Pérdida y dificultad de la memoria

No es ningún secreto que así como nuestros cerebros tienen una capacidad increíble para procesar información y desarrollar recuerdos, también pueden "perder" recuerdos. Las lesiones, los traumas y ciertas enfermedades pueden afectar la forma en que recordamos las cosas e incluso hacer que parezca que ciertos recuerdos se han ido para siempre. Pero, ¿qué sucede exactamente cuando “perdemos” un recuerdo?

Debido a que los mecanismos relacionados con los pensamientos y la forma en que almacenamos los recuerdos no se comprenden muy bien, es difícil decir qué sucede exactamente cuando olvidamos algo. En algunos casos, la pérdida de memoria parece ser temporal, mientras que en otros parece más permanente. Al examinar las diferentes causas de la pérdida de memoria, podemos obtener información útil.

Amnesia retrógrada versus anterógrada

En las películas que presentan pacientes con amnesia, a menudo ocurre que estos personajes no pueden recordar su pasado. Este tipo de amnesia se conoce médicamente como amnesia retrógrada. La amnesia retrógrada puede ser causada por una enfermedad o lesión y trata explícitamente de los recuerdos almacenados antes de la enfermedad o lesión. La capacidad de aprender nuevos conceptos generalmente no se ve afectada.

Por el contrario, la amnesia anterógrada conserva los viejos recuerdos e impide el desarrollo de nuevos recuerdos. Debido al misterio que rodea a cómo el cerebro almacena los recuerdos, la amnesia anterógrada es muy difícil de entender. Además, este tipo de amnesia proporciona una amplia gama de preguntas sobre cómo se forman y almacenan los recuerdos.

Demencia y enfermedad de Alzheimer

El término demencia se refiere a un grupo de enfermedades que provocan un lento declive en la capacidad de pensar y recordar conocimientos pasados. La enfermedad de Alzheimer es el trastorno más común asociado con la demencia y también la causa más común.

A pesar de que la enfermedad de Alzheimer causa la mayoría de los casos de demencia, existen varias otras causas de demencia. Algunas de estas causas son reversibles, lo que sugiere un alto grado de plasticidad en el cerebro. Sin embargo, no existe una cura definida para la enfermedad de Alzheimer o la demencia en general, lo que pone de relieve nuestra falta general de comprensión de la mente humana.

En general, el mecanismo que dicta cómo el cerebro humano crea recuerdos y procesa los pensamientos es complicado. Los neurocientíficos están investigando continuamente nuevas teorías y desafiando nociones anteriores sobre la mente humana.

A medida que se desarrollan nuevas tecnologías, los científicos tienen grandes esperanzas de obtener una mejor comprensión del cerebro y todas sus complejidades. Sin embargo, hasta que podamos comprender los procesos sutiles que crean nuestra capacidad para pensar y almacenar información, es poco probable que logremos una mejor comprensión de las enfermedades que afectan nuestra capacidad para crear y acceder a nuestros recuerdos.


Diferentes 'conjuntos de neuronas' para diferentes recuerdos

Los recuerdos ocurren cuando se reactivan grupos específicos de neuronas. En el cerebro, cualquier estímulo da como resultado un patrón particular de actividad neuronal: ciertas neuronas se activan en más o menos una secuencia particular. Si piensas en tu gato, o en tu casa, o en tu quinto pastel de cumpleaños, diferente conjuntos, o grupos, de neuronas se activan. La teoría es que el fortalecimiento o el debilitamiento de las sinapsis hacen que sea más o menos probable que ocurran patrones particulares de actividad neuronal.

Cuando tenía cinco años, si le hubieran dado la palabra "casa", es posible que se hubiera imaginado el dibujo de una casa. Como adulto, al escuchar la misma palabra puede imaginarse su propia casa, una respuesta diferente para la misma entrada.

Esto se debe a que su experiencia y sus recuerdos han cambiado las conexiones entre las neuronas, lo que hace que sea menos probable que ocurra el antiguo conjunto de 'casa' que el nuevo conjunto de 'casa'.

En otras palabras, recordar un recuerdo implica reactivar un grupo particular de neuronas. La idea es que al alterar previamente las fortalezas de conexiones sinápticas particulares, la plasticidad sináptica lo hace posible.

Los recuerdos se almacenan cambiando las conexiones entre las neuronas. Un niño de cinco años activará un determinado grupo de neuronas (Conjunto A) mientras que los adultos activarán un conjunto diferente (Conjunto A ') con el mismo estímulo. La plasticidad sináptica impulsada por la experiencia repetida puede cambiar la fuerza de la conexión entre las neuronas. Así es como pueden existir diferentes respuestas neuronales a la misma entrada. (Imagen: Alan Woodruff / QBI).


Una nueva teoría sobre cómo se almacenan los recuerdos en el cerebro

Resumen:Una nueva teoría de la memoria visualiza el cerebro como una supercomputadora orgánica que ejecuta un código binario complejo con neuronas que actúan como computadoras mecánicas. La teoría se basa en el descubrimiento de la molécula de proteína, talina, que contiene dominios en forma de interruptor que cambian de forma en respuesta a la presión en la fuerza mecánica de una célula.

Fuente: Universidad de Kent

La investigación de la Universidad de Kent ha llevado al desarrollo de la teoría MeshCODE, una nueva teoría revolucionaria para comprender la función del cerebro y la memoria. Este descubrimiento puede ser el comienzo de una nueva comprensión de la función cerebral y en el tratamiento de enfermedades cerebrales como el Alzheimer & # 8217.

En un artículo publicado por Fronteras en neurociencia molecular, El Dr. Ben Goult de Kent & # 8217s School of Biosciences describe cómo su nueva teoría ve al cerebro como una supercomputadora orgánica que ejecuta un código binario complejo con células neuronales que funcionan como una computadora mecánica.

Explica cómo una vasta red de moléculas de memoria que almacenan información que operan como interruptores está integrada en todas y cada una de las sinapsis del cerebro, lo que representa un código binario complejo. Esto identifica una ubicación física para el almacenamiento de datos en el cerebro y sugiere que los recuerdos están escritos en forma de moléculas en los andamios sinápticos.

La teoría se basa en el descubrimiento de moléculas de proteína, conocidas como talina, que contienen dominios en forma de interruptor que cambian de forma en respuesta a las presiones de la fuerza mecánica de la célula. Estos interruptores tienen dos estados estables, 0 y 1, y este patrón de información binaria almacenada en cada molécula depende de la entrada anterior, similar a la función Guardar historial en una computadora. La información almacenada en este formato binario se puede actualizar mediante pequeños cambios en la fuerza generados por el citoesqueleto de la célula.

La teoría se basa en el descubrimiento de moléculas de proteína, conocidas como talina, que contienen dominios en forma de interruptor que cambian de forma en respuesta a las presiones de la fuerza mecánica de la célula. La imagen es de dominio público.

En el cerebro, la señalización electroquímica entre billones de neuronas se produce entre sinapsis, cada una de las cuales contiene un andamio de moléculas de talina. Una vez que se asume que es estructural, esta investigación sugiere que la red de proteínas de talina en realidad representa una serie de interruptores binarios con el potencial de almacenar información y codificar la memoria.

Esta codificación mecánica se ejecutaría continuamente en cada neurona y se extendería a todas las células, lo que en última instancia equivaldría a un código de máquina que coordinaba todo el organismo. Desde el nacimiento, las experiencias de vida y las condiciones ambientales de un animal podrían escribirse en este código, creando una representación matemática constantemente actualizada de su vida única.

El Dr. Goult, lector de bioquímica, dijo: & # 8216 Esta investigación muestra que, en muchos aspectos, el cerebro se parece a las primeras computadoras mecánicas de Charles Babbage y su motor analítico. Aquí, el citoesqueleto sirve como palancas y engranajes que coordinan el cálculo en la célula en respuesta a la señalización química y eléctrica. Al igual que esos primeros modelos de computación, este descubrimiento puede ser el comienzo de una nueva comprensión de la función cerebral y en el tratamiento de enfermedades cerebrales. & # 8217


EL CEREBELO Y LA CORTEZA PREFRONTAL

Aunque el hipocampo parece ser más un área de procesamiento de recuerdos explícitos, aún podrías perderlo y ser capaz de crear recuerdos implícitos (memoria procedimental, aprendizaje motor y condicionamiento clásico), gracias a tu cerebelo ([enlace]). Por ejemplo, un experimento de acondicionamiento clásico consiste en acostumbrar a los sujetos a parpadear cuando se les da una bocanada de aire. Cuando los investigadores dañaron los cerebelos de los conejos, descubrieron que los conejos no eran capaces de aprender la respuesta condicionada del parpadeo (Steinmetz, 1999 Green & amp Woodruff-Pak, 2000).

Otros investigadores han utilizado exploraciones cerebrales, incluidas las exploraciones por tomografía por emisión de positrones (PET), para aprender cómo las personas procesan y retienen la información. A partir de estos estudios, parece que la corteza prefrontal está involucrada. En un estudio, los participantes tuvieron que completar dos tareas diferentes: buscar la letra a en palabras (considerada una tarea perceptiva) o categorizar un sustantivo como vivo o no vivo (considerada una tarea semántica) (Kapur et al., 1994). Luego se preguntó a los participantes qué palabras habían visto anteriormente. El recuerdo era mucho mejor para la tarea semántica que para la tarea perceptiva. Según las exploraciones PET, hubo mucha más activación en la corteza prefrontal inferior izquierda en la tarea semántica. En otro estudio, la codificación se asoció con la actividad frontal izquierda, mientras que la recuperación de información se asoció con la región frontal derecha (Craik et al., 1999).


La mayoría de los neurocientíficos le dirán que los recuerdos a largo plazo se almacenan en el cerebro en forma de sinapsis, las conexiones entre neuronas. Desde este punto de vista, la formación de la memoria ocurre cuando se fortalecen las conexiones sinápticas o se forman sinapsis completamente nuevas.

Sin embargo, en un nuevo artículo de Frontiers in Systems Neuroscience, el investigador austriaco Patrick C. Trettenbrein critica la teoría de la memoria de la sinapsis: La desaparición de la sinapsis como el lugar de la memoria.

Trettenbrein reconoce que “la idea de que el aprendizaje es esencialmente la modificación de las sinapsis en un cerebro plástico en constante cambio se ha convertido en uno de los dogmas de la neurociencia moderna”. Sin embargo, señala que algunos dentro del campo de la ciencia cognitiva han sido escépticos durante mucho tiempo con esta idea, o al menos con su primo, el asociacionismo.

Continúa discutiendo problemas teóricos con la teoría de la memoria de sinapsis. Por ejemplo, Trettenbrein dice que "el cerebro debe adherirse a las propiedades arquitectónicas abstractas de una máquina de Turing universal". Una característica definitoria de una máquina de Turing es su capacidad para leer y escribir un banco de memoria a largo plazo. Trettenbrein sostiene, siguiendo un libro de Gallistel & amp King, que dado que la memoria es tan fundamental para una máquina de Turing, la memoria debería ser una función de las neuronas individuales, no de las conexiones entre ellas.

No he leído el libro de Gallistel y King, pero este argumento me parece demasiado abstracto y poco convincente. No estoy seguro de lo que significaría que una sola celda almacenara información.

Trettenbrein analiza a continuación una serie de pruebas experimentales contra la teoría de la memoria de sinapsis. Por ejemplo, cita un artículo de 2014 que informaba sobre el almacenamiento no sináptico a largo plazo de información en neuronas de la babosa marina Aplysia. Sin embargo, como dije en ese momento en la publicación de mi blog sobre este documento, no está claro cómo funcionaría este mecanismo en el caso del cerebro humano mucho más complejo.

En general, este es un artículo interesante y que invita a la reflexión. Sin embargo, como reconoce Trettenbrein, es difícil ver cómo podríamos comenzar a explicar la memoria si rechazamos el papel de las sinapsis:

En resumen, se puede decir que cuando se trata de responder a la pregunta de cómo se transporta la información en el tiempo en el cerebro, permanecemos en gran parte desorientados ... el caso contra la plasticidad sináptica es convincente, pero debe enfatizarse que actualmente también estamos todavía falta una alternativa coherente.

Trettenbrein, P. (2016). La desaparición de la sinapsis como lugar de la memoria: ¿un inminente cambio de paradigma? Fronteras en neurociencia de sistemas, 10 DOI: 10.3389 / fnsys.2016.00088