Posible detección de señales cerebrales portadoras de recuerdos

En un estudio realizado en pacientes con epilepsia, se monitorizó la actividad eléctrica de miles de células cerebrales (neuronas) individuales, mientras se sometía a esas personas a pruebas de memoria. Los autores de ese estudio han descubierto que los patrones de “disparo” (picos de actividad) de las células que ocurrían cuando los pacientes aprendían un par de palabras, se reproducían unas fracciones de segundo antes de que recordasen con éxito el par. El estudio fue parte de un ensayo clínico para ayudar a pacientes con epilepsia farmacorresistente cuyas convulsiones no pueden controlarse con medicamentos.

“La memoria desempeña un papel crucial en nuestras vidas. Así como la música se graba como surcos en un disco, parece que nuestros cerebros almacenan recuerdos en patrones de activación neuronal que se pueden reproducir una y otra vez», explica el neurocirujano Kareem Zaghloul, coautor del estudio e investigador en el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Derrame Cerebral (NINDS), uno de los Institutos Nacionales estadounidenses de Salud (NIH).

El equipo del Dr. Zaghloul ha estado registrando las corrientes eléctricas de pacientes con epilepsia resistente a los medicamentos que viven temporalmente con electrodos implantados quirúrgicamente. Estos electrodos están diseñados para vigilar la actividad cerebral del paciente con la esperanza de identificar la fuente de sus convulsiones. Este período también brinda la oportunidad de estudiar la actividad neuronal durante el proceso de memorizar y el de recordar. En este estudio, Zaghloul y sus colaboradores examinaron la actividad utilizada por el cerebro humano para almacenar recuerdos de nuestras experiencias pasadas, que los científicos llaman recuerdos episódicos.

En 1957, el caso de H.M., un paciente con epilepsia, proporcionó un gran avance en la investigación de la memoria. H.M. ya no pudo recordar sus nuevas experiencias (sí las antiguas) después de que parte de su cerebro fuese extirpado quirúrgicamente para detener sus ataques. Desde entonces, ha cobrado fuerza el concepto de que los recuerdos episódicos se almacenan o codifican como patrones de actividad neuronal que nuestros cerebros reproducen cuando son activados por estímulos como un aroma familiar o el inicio de una melodía pegadiza. Pero exactamente cómo sucede esto era desconocido.

Los autores del nuevo estudio han comprobado que nuestros cerebros pueden almacenar recuerdos en patrones de activación neuronal que se reproducen fracciones de segundo antes del acto de recordar. (Imagen: Zaghloul lab, NINDS)

En las últimas dos décadas, estudios con roedores han sugerido que el cerebro puede almacenar recuerdos en secuencias de disparos neuronales únicas. El equipo del laboratorio del Dr. Zaghloul, incluyendo Alex P. Vaz, un bioingeniero de la Universidad Duke en Estados Unidos especializado en descifrar el significado de las señales eléctricas generadas por el cuerpo, decidió poner a prueba esta teoría en humanos.

Los autores del nuevo estudio pensaron que si observaban cuidadosamente los datos que habían estado recopilando de los pacientes, podrían encontrar un vínculo entre la memoria y los patrones de activación neuronal en humanos que fuese similar al observado en los roedores.

A tal fin, analizaron los patrones de activación de neuronas individuales ubicadas en el lóbulo temporal anterior, un centro cerebral que procesa el lenguaje. Las corrientes se registraron mientras los pacientes estaban sentados frente a una pantalla y se les pedía que memorizasen pares de palabras como por ejemplo «pastel» y «zorro». Los investigadores descubrieron que patrones únicos de activación de neuronas individuales se asociaban con la memorización de cada nueva pareja de palabras. Más tarde, cuando al paciente se le mostraba una de las palabras, por ejemplo «pastel», se repetía en su cerebro un patrón de disparos neuronales muy similar al de la memorización solo milisegundos antes de que el paciente recordara correctamente la otra palabra de la pareja: «zorro».

El año pasado, el equipo demostró que ciertas ondas eléctricas pueden surgir en el cerebro una fracción de segundo antes de que recordemos algo correctamente. En el nuevo estudio, el equipo ha comprobado la existencia de un vínculo entre las ondas registradas en el lóbulo temporal anterior y los patrones de picos observados durante el uso de la memoria. También han constatado que las ondas registradas en otra región cerebral, llamada lóbulo temporal medial, preceden ligeramente a la reproducción de los patrones de disparo observados en el lóbulo temporal anterior durante el uso de la memoria.

«Nuestros resultados respaldan la idea de que los recuerdos implican una reproducción coordinada de los patrones de activación neuronal en el cerebro«, resume el Dr. Zaghloul. «Estudiar cómo formamos y evocamos los recuerdos puede no solo ayudarnos a comprendernos a nosotros mismos, sino también permitirnos averiguar cómo los circuitos neuronales se deterioran en los trastornos de la memoria». (Fuente: NCYT Amazings)