Exploración de las bases neurológicas de la memoria
¿Recuerda algo de antes de cumplir los tres años? La realidad es que la mayoría no lo hace. Esta incapacidad de los adultos para recuperar esos recuerdos episódicos tempranos —los relacionados con experiencias personales concretas— se conoce como amnesia infantil. Aunque este déficit es bien conocido, las razones que lo explican siguen sin estar claras. «La amnesia infantil sigue siendo uno de los principales enigmas de la investigación sobre la memoria, ya que es evidente que los bebés humanos aprenden rápidamente sobre el mundo, pero la mayoría de los recuerdos de los primeros años de vida no pueden evocarse conscientemente más adelante», explica Francesca Cacucci(se abrirá en una nueva ventana), catedrática de Neurociencia en el University College de Londres(se abrirá en una nueva ventana). El estudio de la amnesia infantil resulta complicado, en parte porque los niños que aún no hablan no pueden describir con fiabilidad sus experiencias. Hasta hace poco, los científicos tampoco disponían de las herramientas necesarias para investigar la aparición de los circuitos de la memoria a nivel neuronal. Además, los procesos de la memoria pueden desarrollarse a diferentes escalas temporales. «Esto significa que la amnesia infantil podría deberse a una formación inmadura de la memoria, a una consolidación deficiente, a mecanismos de recuperación cambiantes o a una discrepancia entre la forma en que se forman los recuerdos en las primeras etapas de la vida y la forma en que el encéfalo, al madurar, intenta acceder a ellos más adelante», afirma Cacucci. A través del proyecto DEVMEM, financiado por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana), Cacucci y sus colegas abordaron estas cuestiones, combinando experimentos sobre el desarrollo del comportamiento, electrofisiología a gran escala y modelos computacionales en modelos animales para estudiar cómo surgen por primera vez los circuitos de la memoria.
Monitorización de las redes de memoria en todo el encéfalo
Los investigadores registraron la actividad neuronal en ratas en libertad en diferentes etapas de desarrollo, mientras los animales exploraban entornos o realizaban tareas de memoria. «Nos centramos especialmente en las neuronas con selectividad espacial, como las células de lugar, las células de rejilla y las células sensibles a los límites, de las que se cree que constituyen la estructura neuronal de la memoria episódica («qué, cuándo y dónde») y la orientación», explica Cacucci. La investigación también se centró en el sueño, que es importante para la consolidación de la memoria. El equipo del proyecto utilizó registros electrofisiológicos de alta densidad, paradigmas conductuales, entornos de realidad virtual y modelos computacionales diseñados para captar cómo los animales en fase de desarrollo aprenden de la experiencia. «Esto nos permitió estudiar no solo regiones encefálicas concretas, sino también cómo maduran las redes más amplias centradas en el hipocampo y comienzan a sustentar un comportamiento estable guiado por la memoria», añade Cacucci.
Descubrir el origen de la memoria
Una de las conclusiones principales fue que muchos sistemas neuronales relacionados con la memoria surgen de forma gradual y asincrónica. «Por ejemplo, los sistemas encefálicos implicados en la transformación de la información entre los marcos de referencia egocéntricos (centrados en uno mismo) y alocéntricos (centrados en el mundo) maduran relativamente tarde», señala Cacucci. «Se cree que ayudan al encéfalo a convertir la experiencia inmediata y en primera persona en mapas mentales estables de lugares y acontecimientos». Entre otras conclusiones, en el proyecto también se reveló que los patrones clave de actividad neuronal relacionados con la consolidación de la memoria durante el sueño se manifiestan de forma muy coordinada, lo que respalda la idea de que la capacidad del encéfalo para codificar, organizar y estabilizar las experiencias en forma de recuerdos se desarrolla de manera progresiva a lo largo del crecimiento.
Una visión más profunda: de la amnesia a la inteligencia artificial
Esta investigación podría ayudarnos a comprender otras formas de amnesia, ya que muchas enfermedades neurológicas y psiquiátricas implican alteraciones en las redes de la memoria, en la consolidación dependiente del sueño o en la comunicación entre las regiones encefálicas. «Al comprender cómo surgen normalmente estos sistemas durante el desarrollo, podemos hacernos una idea de lo que ocurre cuando se ven alterados en etapas posteriores de la vida», señala Cacucci. El modelado computacional también puso de manifiesto que la secuencia y la estructura de las experiencias tempranas influyen considerablemente en las representaciones que aprenden las redes neuronales artificiales, lo que podría marcar el rumbo del futuro entrenamiento de sistemas de inteligencia artificial robustos. «Otra vía de investigación consiste en estudiar si una mejor comprensión de los mecanismos que subyacen a la consolidación de la memoria dependiente del sueño podría, en última instancia, aportar información útil a la investigación sobre los recuerdos traumáticos», añade Cacucci.