Memoria: por primera vez ven en humanos cómo neuronas individuales forman recuerdos

Para la literatura, el cine y, por supuesto, la ciencia, la memoria es uno de los misterios más insondables y a la vez más fascinantes. Cómo preservarla en la vejez es una preocupación prioritaria de la medicina.

Dos investigadores argentinos y uno norteamericano hicieron un descubrimiento espectacular que ofrece nuevas claves para desentrañarla: lograron por primera vez ver en vivo y en directo cómo se forman recuerdos y se produce el aprendizaje.

En un trabajo que acaba de publicar Neuron, una de las revistas de mayor impacto de las neurociencias, Matías Ison y Rodrigo Quian Quiroga, físicos formados en la UBA y que actualmente trabajan en la Universidad de Leicester, en Gran Bretaña, e Itzhak Fried, del Centro Médico Ronald Reagan, de la Universidad de California en Los Angeles, revelan cómo una neurona cambia inmediatamente su patrón de activación cuando se forma un nuevo recuerdo.

"Hace varios años mostré que hay neuronas que responden a conceptos -cuenta Quian Quiroga, director del Centre for Systems Neuroscience, desde Leicester-. Teníamos la hipótesis de que en la base de la memoria están las asociaciones entre conceptos, pero no lo habíamos probado. Este experimento lo diseñamos justamente para confirmar esa hipótesis."

Para hacer el experimento, Quian Quiroga e Ison decidieron aprovechar una colaboración con Fried, con el que habían descubierto estas neuronas de concepto (células que se activaban cada vez que los sujetos de investigación veían la foto de una celebridad, como Jennifer Aniston, escuchaban su nombre o lo leían).

"Desarrollamos un paradigma complejo que nos llevó cinco años de trabajo -explica Ison, feliz padre de un bebe de cinco meses y apenas aterrizado en la isla de Creta para pasar sus vacaciones-. Durante ese tiempo, recibía llamadas de Itzhak diciendo: «Hay un paciente, sacá un pasaje», y tenía que viajar de Leicester a Los Angeles, donde trabajábamos con pacientes con epilepsia que tienen electrodos implantados en neuronas individuales de distintas zonas del cerebro. En particular, en el lóbulo medio temporal, donde está el hipocampo, el motor de la formación de memoria."

La idea de que las asociaciones de conceptos como base de la memoria llamada "episódica" carecía hasta ahora de evidencias objetivas.

Trabajaron en dos momentos. En el primero, les mostraban a los pacientes alrededor de cien imágenes de personajes conocidos, como actores y actrices, deportistas, políticos y familiares, mientras registraban los "disparos" de alrededor de un centenar de neuronas.

"Después -recuerda Ison, que se doctoró en mecánica estadística, utilizando herramientas que más tarde le serían muy útiles para estudiar qué pasa con un grupo de neuronas-, lo que hacía era literalmente correr de la pieza del paciente al edificio de enfrente, donde tenemos el laboratorio, y ahí analizaba los registros lo más rápido posible para identificar alguna neurona que respondiera a una imagen."

En segundo lugar, crearon alrededor de 150 imágenes asociadas para simular recuerdos episódicos; por ejemplo, Julia Roberts frente a la Casa Blanca o Clint Eastwood frente a la torre de Pisa. "Entonces, volvía tan rápido como podía y les mostraba siete pares de fotos asociadas hasta que aprendían -detalla Ison-. Lo sorprendente fue que la neurona que antes se activaba solamente cuando se le presentaba la foto de Julia Roberts, por ejemplo, después cambiaba su patrón de disparo y respondía también cuando se le presentaba la Casa Blanca. Y, más aún, a veces eso sucedía después de haber visto las imágenes asociadas una sola vez."

Quian Quiroga considera que en esto radica lo singular del ensayo: "En la vida las cosas pasan una vez -agrega-, uno no tiene una repetición de su existencia. Ése es el punto en el que este aprendizaje de asociaciones pasa a ser muy relevante para las memorias episódicas, ya que los cambios [en el nivel neuronal] tienen que ocurrir también a partir de una sola presentación. Lo que hizo Matías fue determinar que la neurona que responde sólo a Julia Roberts y no a la Casa Blanca, cuando el paciente empieza a recordar la asociación, dispara también con la Casa Blanca."

Para Pedro Bekinschtein, investigador del Instituto de Biología Celular y Neurociencias de la Facultad de Medicina de la UBA y autor de 100% cerebro (Ediciones B, 2015), que no participó en el estudio, "si bien gracias a la experimentación con animales conocemos bastante acerca de cómo se construyen los recuerdos y cuáles son sus sustratos biológicos, los humanos somos especiales. Somos de los pocos bichos, junto, quizá, con algún otro primate y aves de la familia de los córvidos, que podemos formar lo que se conoce como «memoria episódica», que nos permite hacer una especie de «viaje mental en el tiempo» a un momento y un lugar específico en el que ocurrió una experiencia siendo totalmente conscientes de ese viaje. Para formar este tipo de memoria uno debe asociar un determinado lugar con, por ejemplo, una persona que uno conoce, en una experiencia única e irrepetible".

Según el investigador, "este trabajo de Matías Ison, Rodrigo Quian Quiroga e Itzhak Fried es uno de los pocos estudios que lograron comenzar a «mapear» la formación de asociaciones para una posible memoria episódica a nivel de neuronas únicas en el cerebro humano, cosa que no sólo empieza a responder una de las preguntas más importantes de la neurociencia, sino que también es extremadamente complicada a nivel técnico. Si bien trabajos anteriores habían demostrado la existencia de neuronas únicas que se activaban por conceptos, como el de la actriz Jennifer Aniston, no estaba claro si estas células tenían algo que ver con la memoria o sólo eran células que respondían a un determinado tipo de estímulos, pero no aprendían. Ahora sabemos que aprenden asociaciones muy rápidamente, dándole importante sustento a la hipótesis de que la memoria episódica podría estar almacenada en el lóbulo temporal medial en neuronas que son capaces de asociar diferentes partes de una misma experiencia."

En esto, tal como anticipó Borges en su archicitado "Funes, el memorioso", las neuronas de concepto serían necesarias para formar nuevas memorias porque tenemos que quedarnos con la información esencial. "Si no -concluye Quian Quiroga-, terminaríamos recordando detalles que no nos dejarían pensar."

Por Nora Bär

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