¿Cómo el cerebro mantiene un registro de recuerdos similares pero distintos?

Descubrirnos a nosotros mismos hurgando en nuestros cerebros a primera hora de un lunes por la mañana, tratando de recordar dónde colocamos las llaves del automóvil no es una frustración infrecuente. Cuando esas claves finalmente se encuentran, tenemos el hipocampo para agradecer.
El hipocampo es una región del cerebro que se encarga de almacenar y recuperar recuerdos de diferentes lugares, incluido el lugar inusual donde se escondían esas llaves de automóvil.
Investigadores del Instituto Salk de Ciencias Biológicas han descubierto cómo el cerebro puede almacenar y recuperar datos de todos los ambientes increíblemente ricos y complejos que navegamos todos los días.
Fred H. Gage y su equipo han descubierto cómo giro dentado, una subregión del hipocampo, ayuda a almacenar recuerdos de eventos y entornos similares pero distintos por separado. Informaron sus hallazgos en eLife, 20 de marzo de 2013 problema.

Sus hallazgos, que nos dan una mejor comprensión de cómo el cerebro almacena y distingue entre memorias separadas, también pueden ayudar a los expertos a identificar cómo la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas socavan estas habilidades.

El hipocampo (visto desde abajo) tiene dos partes principales: el Giro Dentado y el Cuerno de Amón
Fred Gage, autor principal del artículo y la Cátedra Vi y John Adler para Investigación sobre Enfermedades Neurodegenerativas Relacionadas con la Edad en Salk, dijo:

"Todos los días, tenemos que recordar diferencias sutiles entre cómo son las cosas hoy, en comparación con cómo eran ayer, desde donde estacionamos nuestro automóvil hasta donde dejamos nuestro teléfono celular. Encontramos cómo el cerebro hace estas distinciones, almacenando 'grabaciones' separadas de cada ambiente en la circunvolución dentada ".

¿Qué es "Separación de Patrón"?

Separación de patrones es el proceso de tomar recuerdos complejos y transformarlos en representaciones que es menos probable que se confundan.

• ¿Qué debería pasar en teoría? - De acuerdo con los modelos computacionales de la función cerebral, la circunvolución dentada ayuda a los humanos a realizar la separación del patrón de memoria disparando diferentes grupos de neuronas cuando un animal se encuentra en ambientes distintos.


• Qué sucede en experimentos de laboratorio - Sin embargo, estudios previos de laboratorio mostraron que las mismas poblaciones de neuronas en el giro dentado son activas en diferentes ambientes. Distinguen un nuevo entorno al cambiar la velocidad a la que se envían los impulsos eléctricos.

Esta discrepancia entre las predicciones teóricas (lo que sugieren los modelos computacionales) y los experimentos de laboratorio ha desconcertado a los neurocientíficos y ha hecho mucho más difícil comprender la recuperación y la formación de la memoria.
Gage y su equipo se propusieron llegar al fondo de esta discrepancia. Compararon cómo funcionaba el giro dentado de un ratón en comparación con CA1, otra región del hipocampo. Rastrearon la actividad de las neuronas en varios momentos utilizando técnicas de laboratorio.

• Episodio 1 - Los científicos sacaron los ratones de su cámara original y los colocaron en uno nuevo para que pudieran aprender sobre un nuevo entorno. Registraron qué neuronas en el hipocampo estaban activas a medida que los ratones respondían a su nuevo entorno. Los ratones fueron colocados nuevamente en su cámara original.


• Episodio 2 - más tarde, los ratones fueron:
  - colocado de nuevo en la misma cámara nueva, y su memoria recordada fue medida
  - colocado en una cámara ligeramente diferente a la nueva, para medir la discriminación

Los científicos también etiquetaron las etiquetas activas en el Episodio 2 para determinar si las neuronas que se activaron en el Episodio 1 se usaron de la misma manera para recordar y discriminar pequeñas diferencias entre los dos entornos.

El giro dentado y las subregiones CA1 funcionaban de manera diferente

Los investigadores encontraron que la circunvolución dentada y las subregiones CA1 no funcionaban igual cuando comparaban la actividad neuronal durante el Episodio 1 y el Episodio 2.

• En CA1 - Las mismas neuronas se activaron en el Episodio 1 (el episodio de aprendizaje) y el Episodio 2 (cuando se recuperaron los recuerdos).


• La circunvolución dentada - diferentes grupos de células estuvieron activos durante el Episodio 1 y el Episodio 2. El equipo también descubrió que diferentes células estaban activas cuando fueron expuestas a la cámara nueva ligeramente diferente.

Wei Deng, un investigador postdoctoral de Salk y primer autor del artículo, dijo: "Este hallazgo respalda las predicciones de modelos teóricos de que diferentes grupos de células se activan durante la exposición a ambientes similares pero distintos. Esto contrasta con los hallazgos de estudios de laboratorio previos. , posiblemente porque observaron diferentes subpoblaciones de neuronas en el giro dentado ".
Según los hallazgos de los investigadores de Salk, recordar un recuerdo, como el del lunes por la mañana en el que intentamos recordar dónde están las llaves de nuestro automóvil, no siempre implica la reactivación de las mismas neuronas.
Los autores escribieron:

"Más importante aún, los resultados indican que la circunvolución dentada realiza la separación de patrones mediante el uso de distintas poblaciones de células para representar recuerdos similares pero no idénticos. Los hallazgos ayudan a aclarar los mecanismos que sustentan la formación de la memoria y arrojan luz sobre los sistemas que están afectados por lesiones y Enfermedades del sistema nervioso."

El año pasado, investigadores del MIT informaron en la revista Naturaleza que los recuerdos residen en células cerebrales específicas. Al simplemente activar una pequeña fracción de estas células, un ser humano puede recordar un evento de memoria completo. Esto explicaría por qué podemos, por ejemplo, recordar recuerdos de la infancia de ciertos olores que amamos de niño.
Escrito por Christian Nordqvist