El saber ocupa lugar en el cerebro: ¿cuándo, cómo y dónde?

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Cajal tenía toda la razón al proclamar que cada persona esculpe su cerebro de manera particular por las experiencias, aprendizajes, destrezas y capacidades que adquiere en su vida. Pero este hecho instaura múltiples incógnitas en referencia a cuándo, cómo y dónde, porque sería necesario averiguar dónde y cuándo se encuentran los engramas de la memoria, cómo se establecen las modificaciones del cerebro y cómo se reactivan para dar lugar a los recuerdos. Mucha de la información al respecto se enriqueció con el estudio minucioso de algunos pacientes en el curso de los últimos dos siglos y sólo me referiré a un ejemplo notorio.

En los anales de la neuropsicología destaca el caso de H.M. (identificado como Henry Molaison después de su fallecimiento), un paciente estudiado durante décadas y cuyo hipocampo cerebral fue extraído quirúrgicamente en 1953 para tratar una epilepsia grave. El hipocampo es una región muy antigua del cerebro situada en la profundidad del lóbulo temporal. Si bien se curó de la epilepsia, H.M. perdió la capacidad de formar memorias a largo plazo, en especial hechos, nombres o imágenes propios de la memoria declarativa y esto constituye una amnesia anterógrada, la que se manifiesta a partir de la lesión. Otras funciones cognitivas y recuerdos previos a la operación permanecieron intactos. De éste y otros casos similares, se derivó que el hipocampo es necesario para la formación de memorias a largo plazo a partir de las de corto plazo, pero que no es el lugar de almacenaje y no participa de la memoria operativa y de procedimientos. La evidencia experimental reciente indica de que las memorias episódicas inicialmente requieren una plasticidad veloz en el hipocampo y gradualmente se consolidan en redes de la neocorteza. En la neurología se sabe que la falta transitoria de irrigación sanguínea o isquemia en el hipocampo produce una amnesia global transitoria durante el cual el paciente desconoce su paradero y pregunta: ¿dónde estoy? 

cerebro henry molaison
El paciente Henry Molaison (H.M.) y su cerebro. La extirpación del hipocampo para tratar su epilepsia le produjo un trastorno de memoria extensamente estudiado (Figura tomada de: Research Gate).

En 1971 O´Keefe descubrió que algunas células del hipocampo se activan cuando la rata de experimentación se encuentra en cierta localidad de un laberinto y por ello las llamó neuronas de lugar. Estas células seguramente forman parte del engrama del laberinto en la rata. En 2005 los esposos Moser identificaron en la región vecina de la corteza entorinal, neuronas que generan un sistema de coordenadas para navegar y hacer camino en un espacio. Es probable que el espacio y el tiempo se procesen inicialmente en diferentes redes de neuronas, pero sus señales convergen en el hipocampo para crear un marco espaciotemporal que es propio de la memoria episódica. 

La abundante investigación sobre el papel de varias estructuras cerebrales en la memoria ha aclarado el papel del hipocampo y sus zonas vecinas en la cara medial de los lóbulos temporales del cerebro. Las evidencias de la neuropsicología, de los estudios de conducta y de la neurofisiología en animales, han mostrado que el hipocampo participa en la memoria espacial de las formas y dimensiones de los lugares, así como de la orientación y movimiento del organismo en el espacio. Además de la consolidación de las memorias episódicas, se conoce que esta región funciona para integrar tales funciones mediante sus conexiones con otras áreas. Por ejemplo, las interacciones entre el hipocampo y la corteza prefrontal son fundamentales en la modulación de las acciones dirigidas a una meta o a la obtención de un resultado particular. Las redes del hipocampo mapean múltiples dimensiones de la experiencia para organizar las formas de conocimiento que integran a la persona con su mundo.

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Arquitectura del hipocampo revelada por medios histoquímicos. El pliegue de la estructura sobre sí misma sugirió la del hipocampo de mar (derecha). El hipocampo es crucial en la memoria espacial y en la consolidación de las experiencias (Figura tomada de: Departamento de Histología y Embriología).

Ahora bien, es importante destacar que otras formas de memoria involucran diferentes partes del cerebro. Por ejemplo, la investigación de LeDoux destaca el papel crucial que realizan los núcleos amigdalinos del lóbulo temporal en las respuestas condicionadas de miedo en la rata. En este mismo rubro, vale la pena citar la prolongada investigación del psicobiólogo mexicano Roberto Prado, quien inicialmente demostró la participación del caudado, un núcleo profundo del cerebro involucrado en la regulación y coordinación del movimiento en la memoria de una conducta aprendida por miedo. Las ratas en estudio evitaron para siempre entrar en una zona obscura de la caja experimental después de haber recibido un toque eléctrico en las patas, la primera vez que la exploraron. Se trata de un aprendizaje emocional producido por un solo evento que es relativamente fácil de provocar y de analizar una vez establecido. Por razones teóricas y experimentales, Prado consideró que el engrama de esa conducta estaba localizado en el núcleo caudado hasta que una experiencia más intensa de aprendizaje (un choque eléctrico más potente) rebasó esta estructura y protegió a esta conducta contra fármacos que contrarrestan la memoria. Ésta es una evidencia de que una experiencia emocional y puntual se codifica en diversas estructuras cerebrales y que su engrama puede moverse en el cerebro.

neurona
La “neurona de Jennifer Aniston” se refiere a una neurona que responde no sólo al reconocimiento de un rostro particular, sino a esa persona en cualquier atuendo y circunstancia. Es una neurona de concepto que forma parte crucial de un engrama (Figura tomada de: Medium).

Rodrigo Quian Quiroga, neurocientífico argentino que investiga en Inglaterra, ha logrado registrar la actividad de neuronas individuales en cerebros de humanos conscientes sometidos a neurocirugías. Al presentar a estos pacientes fotos de diversas celebridades, encontró neuronas en el lóbulo temporal que sólo disparan cuando el sujeto reconoce a una celebridad en particular. Estas células fueron llamadas “neuronas de Jennifer Aniston,” porque se detectaron con fotografías de esta actriz. Seguramente diferentes neuronas están involucradas en el reconocimiento de otros conocidos y el importante hallazgo permite concluir que esas neuronas localizan cierta información necesaria para identificar a una persona conocida, y forman parte de una red involucrada en ese reconocimiento. Es muy probable que la memoria episódica utilice varios indicios y dominios para operar. Por ejemplo, se ha postulado una distinción entre trazas de memoria y ubicación en el tiempo. Las trazas o huellas son representaciones de episodios que se han vivido, en tanto que la ubicación en el tiempo integra estas escenas en un marco espaciotemporal para su comprensión, su narración y para proyectar posibilidades a futuro. 

Por éstas y muchas otras evidencias, se puede afirmar que ciertos engramas están distribuidos y abarcan redes neuronales de varias regiones del cerebro, tanto de la corteza como de núcleos subcorticales. Cada una de estas regiones codifica información específica del evento, como pueden ser cualidades sensoriales, afectos, información de tiempo y lugar. Es muy posible que las regiones nodales para un engrama cambien a lo largo del tiempo y esto se manifiesta en las modificaciones que sufre el recuerdo a lo largo de la vida. Estos factores forman parte de la memoria episódica del individuo y proveen de una información muy relevante de cómo se almacenan las escenas del pasado en el cerebro. Diversas zonas y redes neuronales intervienen para fundamentar aspectos de la identidad personal; ya hemos mencionado que la planeación de acciones futuras involucra al lóbulo frontal, la reflexión a la red basal o default del cerebro. Las conexiones entre las redes que procesan aspectos de la propia identidad en el espacio y el tiempo son fundamentales para integrar la diversa información sobre uno mismo en una autoconciencia formada por múltiples caretas.

cerebro engrama
El engrama como una red neuronal que se activa durante el aprendizaje, se consolida perdiendo actividad y se renueva y reconsolida con cada nueva recolección o recuerdo. Figura tomada del artículo: Josselyn, S., Köhler, S. & Frankland, P. “Finding the engram”. Nat Rev Neurosci, 16, 521–534 (2015).

También te puede interesar: En busca del engrama: huella y mecanismo del recuerdo.

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