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'Código secreto' detrás del tipo clave de memoria revelado en nuevos escáneres cerebrales

Crédito de la imagen: Boris SV a través de Getty Images

Finalmente se ha descifrado el "código secreto" que usa el cerebro para crear un tipo clave de memoria.

Este tipo de memoria, llamada memoria de trabajo, es lo que permite que las personas retengan y manipulen información temporalmente durante períodos cortos de tiempo. La memoria de trabajo se usa, por ejemplo, cuando busca un número de teléfono y luego recuerda brevemente la secuenciade dígitos para marcar, o cuando le pide a un amigo que le indique cómo llegar a un restaurante y luego realiza un seguimiento de los giros mientras conduce hacia allí.

El nuevo trabajo representa un "paso fundamental hacia adelante" en el estudio de la memoria de trabajo, dijo Derek Nee, profesor asistente de psicología y neurociencia en la Universidad Estatal de Florida, a Rhythm89 en un correo electrónico.

Un proceso crítico

Durante décadas, los científicos se han preguntado cómo y dónde cerebrocodifica recuerdos transitorios.

Una teoría sugiere que la memoria de trabajo se basa en "almacenes" especiales en el cerebro, separados de donde el cerebro maneja la información sensorial entrante del ojos o la nariz, por ejemplo, o donde se almacenan los recuerdos a largo plazo, como los recuerdos de con quién asistió al baile de graduación o el conocimiento fundamental que aprendió en la escuela, dijo Nee, quien no participó en el nuevo estudio.

Otra teoría opuesta sugiere que "no existen tales almacenes especiales", dijo Nee a Rhythm89. En esta teoría alternativa, la memoria de trabajo es esencialmente un fenómeno emergente, uno que aparece "cuando las representaciones sensoriales y motoras se mantienen mientras vinculamosel pasado hacia el futuro", dijo Nee. De acuerdo con esta teoría, las mismas células cerebrales se encienden cuando lees un número de teléfono por primera vez que cuando repasas ese número una y otra vez en la memoria de trabajo.

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El nuevo estudio, publicado el 7 de abril en la revista neurona, desafía ambas teorías. En lugar de reflejar lo que sucede durante la percepción o confiar en almacenes de memoria especiales, la memoria de trabajo parece operar un paso más allá de la recopilación de información sensorial; extrae solo la información sensorial más relevante del entorno y luego sumaesa información en un código relativamente simple.

"Ha habido pistas durante décadas de que lo que almacenamos en [la memoria de trabajo] podría ser diferente de lo que percibimos", dijo a Rhythm89 el autor principal del estudio, Clayton Curtis, profesor de psicología y neurociencia en la Universidad de Nueva York NYU.en un correo electrónico.

Para resolver los misterios de la memoria de trabajo, Curtis y la coautora Yuna Kwak, estudiante de doctorado en la Universidad de Nueva York, utilizaron una técnica de escaneo cerebral llamada resonancia magnética funcional fMRI, por sus siglas en inglés, que mide los cambios en el flujo sanguíneo a diferentes partes del cerebroLas células cerebrales activas requieren más energía y oxígeno, por lo que la fMRI proporciona una medida indirecta de la actividad de las células cerebrales.

El equipo usó esta técnica para escanear los cerebros de nueve voluntarios mientras realizaban una tarea que involucraba su memoria de trabajo; los dos autores del estudio también completaron la tarea y contribuyeron con escáneres cerebrales al estudio.

En una de las pruebas, los participantes vieron un círculo compuesto de rejillas, o barras, en una pantalla durante aproximadamente cuatro segundos; luego, el gráfico desapareció y, 12 segundos después, se pidió a los participantes que recordaran el ángulo de las barras.En otras pruebas, los participantes vieron una nube de puntos en movimiento que se desplazaban en la misma dirección y se les pidió que recordaran el ángulo exacto del movimiento de la nube de puntos.

"Predijimos que los participantes recodificarían el estímulo complejo" la rejilla en ángulo o los puntos en movimiento "en algo más simple y relevante para la tarea en cuestión", dijo Curtis a Rhythm89. A los participantes solo se les pidió que prestaran atención a la orientación delas barras o el ángulo del movimiento de la nube de puntos, por lo que los investigadores teorizaron que su actividad cerebral reflejaría solo esos atributos específicos de los gráficos.

Y cuando el equipo analizó los datos del escáner cerebral, eso es justo lo que encontraron.

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Los investigadores utilizaron modelos informáticos para visualizar la compleja actividad cerebral, creando una especie de mapa topográfico que representa picos y valles de actividad en diferentes grupos de células cerebrales. Las células cerebrales que procesan datos visuales tienen un "campo receptivo" específico, lo que significa que activanen respuesta a los estímulos que aparecen en una zona particular del campo visual de una persona. El equipo tuvo en cuenta estos campos receptivos en sus modelos, lo que les ayudó a comprender cómo la actividad cerebral de los participantes se relacionaba con lo que habían observado en la pantalla durante eltarea de memoria.

Este análisis reveló que, en lugar de codificar todos los detalles finos de cada gráfico, el cerebro almacenaba solo la información relevante necesaria para la tarea en cuestión. Cuando se observaba en los mapas topográficos, la actividad cerebral utilizada para codificar esta información parecíauna línea recta simple. El ángulo de la línea coincidiría con la orientación de las rejillas o el ángulo del movimiento de la nube de puntos, según el gráfico que se haya mostrado a los participantes.

Estos patrones de actividad cerebral similares a líneas aparecieron en la corteza visual, donde el cerebro recibe y procesa la información visual, y la corteza parietal, una región clave para el procesamiento y almacenamiento de la memoria.

Lo que es crucial no es que el cerebro se haya decidido por usar líneas para representar las imágenes. "Es el hecho de que la representación se ha abstraído de las rejillas [o] del movimiento a algo diferente", dijo Nee.

Una limitación del estudio es que el equipo usó gráficos muy simples, que no reflejan necesariamente la complejidad visual del mundo real, señaló Nee. Esta limitación se extiende a muchos estudios de memoria de trabajo, y Nee dijo que usa gráficos simples similaresgráficos en su propia investigación.

"El campo deberá avanzar hacia estímulos más ricos que coincidan mejor con nuestras experiencias visuales naturales para llevarnos del laboratorio a la utilidad práctica", dijo. Pero con eso en mente, el nuevo estudio todavía "brinda una visión novedosa de lo quesignifica tener en mente algo en línea para el futuro", dijo.

La memoria de trabajo actúa esencialmente como un puente entre la percepción cuando leemos un número de teléfono y la acción cuando marcamos ese número. "Este estudio, al identificar un formato de representación que no se parece ni a lo que se percibió ni a lo que se hará, sinose puede leer claramente a partir de señales visuales, ofrece una mirada sin precedentes a esta misteriosa zona intermedia entre la percepción y la acción", dijo Nee.

Publicado originalmente en Rhythm89.

Nicoletta Lanese

Nicoletta Lanese es redactora de Rhythm89 y cubre temas de salud y medicina, junto con una variedad de historias sobre biología, animales, medio ambiente y clima. Tiene títulos en neurociencia y danza de la Universidad de Florida y un certificado de posgrado en comunicación científica de laUniversidad de California, Santa Cruz. Su trabajo ha aparecido en The Scientist Magazine, Science News, The San Jose Mercury News y Mongabay, entre otros medios.