El cerebro procesa toda la línea temporal de una experiencia

El hipocampo registra incluso los segundos que separan a un episodio del siguiente

El cerebro procesa toda la línea temporal de una experiencia y registra incluso los segundos que separan a un episodio del siguiente para formar los recuerdos a largo plazo. Nuevo paso para comprender mejor cómo el cerebro humano procesa el tiempo.

El hipocampo es una de las estructuras más importantes del cerebro y se asocia fundamentalmente con la generación y recuperación de recuerdos, entre otras funciones como la regulación de las emociones y la navegación espacial. 

Ahora, una nueva investigación ha comprobado que el hipocampo está implicado en los mecanismos que permiten formar los recuerdos a largo plazo, los que duran más de seis meses, ya que registra todo el proceso temporal de una experiencia, incluso los segundos que separan a un episodio del siguiente. 

"Nuestra memoria a largo plazo para los eventos que hemos experimentado está formada por información diferente, y el tiempo es un componente clave de ese proceso", explica Andy Lee, autor principal del estudio, en un comunicado. 

La investigación que ha liderado Lee, realizada por un equipo de la Universidad de Toronto Scarborough y publicada en PNAS, arroja nueva luz sobre el misterio de cómo el cerebro humano procesa el tiempo. 

Antecedentes sobre el cerebro y el tiempo 

Investigaciones anteriores han aportado importantes elementos para comprender los procesos cerebrales implicados en el procesamiento del tiempo. 

Tal como explicamos en otro artículo, en enero pasado investigadores noruegos descubrieron el reloj neuronal que registra el tiempo durante las experiencias humanas: situado en lo más profundo del cerebro, al lado de la región que codifica el espacio, realiza el seguimiento del orden de los eventos vividos con una percepción que no siempre coincide con el tiempo del reloj. 

Otra investigación realizada en 2010 comprobó que el cerebro procesaba de manera diferente el tiempo, según se tratara de episodios pasados, presentes o futuros. Y otro estudio más reciente, de 2015, identificó el lóbulo temporal medial en el procesamiento de los eventos presentes. 

La nueva investigación desarrolla otra anterior, realizada en 2011, que había descubierto  “células del tiempo” en el hipocampo de roedores. Se demostró que estas células se activan justo cuando se produce un vacío temporal entre dos eventos consecutivos, que dura solo unos segundos, y así ayudan a unir información sobre el tiempo cuando se forma una memoria. 

La nueva investigación aporta algo nuevo a esta constatación: ha demostrado que el hipocampo humano también es sensible a la información de tiempo en escalas de segundos, el que transcurre entre dos experiencias secesivas. "Estamos iluminando uno de los pequeños bloques de construcción involucrados en el tiempo y la memoria", añade Lee.        

Hipocampo humano 

Lee y su equipo querían saber si existe un mecanismo similar al de los roedores en el hipocampo humano, que ayuda a integrar la información del tiempo cuando se forman los recuerdos. 

Para probarlo, pidieron a 18 participantes que aprendieran cuatro secuencias cortas o "memorias" que diferían en el contenido y en el tiempo transcurrido entre cada evento. Mientras sus cerebros eran observados mediante imagen por resonancia magnética funcional (IRMf), se les pidió que completaran una tarea de memoria de reconocimiento y luego repitieran mentalmente cada secuencia entre eventos con el mayor detalle posible. 

Los investigadores descubrieron que los patrones de actividad cerebral en el hipocampo anterior reflejaban la duración de los períodos vacíos entre eventos, complementando lo que se encontró en el estudio con roedores. 

"Este estudio cierra una brecha con el estudio de roedores para mostrar que nuestro hipocampo está interesado en la información del tiempo entre eventos, de segundos de duración, durante la formación de la memoria a largo plazo", dice Thavabalasingam, otro de los investigadores. 

Thavabalasingam añade que es importante comprender la mecánica de cómo se procesa la información del tiempo en el cerebro, ya que es una de las varias dimensiones significativas involucradas en la formación de recuerdos a largo plazo.

Nuevos horizontes 

“No podemos tener memoria de un evento sin tener algún tipo de experiencia sobre cuánto tiempo duró. Es importante por tanto entender mejor cómo el cerebro procesa toda la línea de tiempo de una experiencia y cómo se representa esa secuencia en los recuerdos a largo plazo", precisa. 

Esta investigación no pone punto final a los trabajos para la comprensión de cómo el cerebro procesa el tiempo. Los autores de este estudio se proponen descubrir en el futuro cómo el hipocampo gestiona escalas de tiempo más largas, cuando se trata de formar memorias a largo plazo, y también cómo comprime el tiempo cuando se forma una memoria. 

Otro de los objetivos próximos es observar cómo el hipocampo señala la diferencia entre el tiempo subjetivo y el objetivo, y descubrir también cómo la duración de una experiencia puede sentirse más larga o más corta dependiendo de cómo haya cambiado nuestra percepción del tiempo. 

"Hay mucho que desentrañar todavía cuando se trata de la interacción entre el tiempo y la memoria", dice Lee. "Realmente sólo estamos empezando a rascar la superficie".

Referencia 

Evidence for the incorporation of temporal duration information in human hippocampal long-term memory sequence representations. Sathesan Thavabalasingam et al. PNAS, March 12, 2019. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1819993116

Tomado de https://www.tendencias21.net/El-cerebro-procesa-toda-la-linea-temporal-de-una-experiencia_a45124.html

How does your memory work?

Why don’t you remember names instantly and what’s the best way to improve your powers of recollection? This video explains all.

Tomado de: http://www.bbc.com/future/story/20140221-how-does-your-memory-work

Red Internacional de Investigadores en Educación a Distancia, en Línea y Abierta

Cómo la radiación ultravioleta afecta al cerebro

La exposición crónica a través de la piel disminuye la generación de nuevas neuronas y la plasticidad neuronal en el hipocampo. También provoca cambios de conducta.

Scientific Reports

El hipocampo, una de las principales regiones cerebrales, desempeña un papel importante en la consolidación de la memoria y la respuesta emocional. Bajo condiciones de estrés, los glucocorticoides, un tipo de hormonas, inducen cambios importantes en esta zona. Con anterioridad, se ha descrito que la radiación ultravioleta, un conocido factor estresante externo, incrementa los niveles de glucocorticoides en sangre. Sin embargo, se desconoce el modo en que este tipo de luz afecta al cerebro. Ahora, investigadores de la Universidad Nacional de Seúl han demostrado que la exposición crónica de la piel a los rayos ultravioleta reduce la plasticidad neuronal y la generación de nuevas neuronas, o neurogénesis, en el hipocampo. Además, induce comportamientos depresivos. La revista Scientific Reports publica el estudio.

El ensayo se realizó en ratones. Durante dos semanas, los roedores, previamente afeitados, fueron irradiados con luz ultravioleta. Tras analizar su hipocampo, los científicos hallaron un menor número de neuronas inmaduras en comparación con los animales de control. Además, la radiación también redujo la expresión de proteínas involucradas en el proceso de plasticidad sináptica.

Comunicación entre piel y cerebro

Tres glándulas endocrinas, el hipotálamo y las glándulas pituitaria y suprarrenal, conforman el eje hipotalámico-hipofisario-adrenal o HHA. Ante un factor de estrés, este eje se activa y libera al torrente sanguíneo distintas hormonas, entre ellas los glucocorticoides. Los experimentos realizados demuestran que los rayos ultravioleta modulan el eje HHA, ya que, tras la irradiación de la piel, aumenta la expresión de varias proteínas involucradas en su activación. Por consiguiente, se incrementa la concentración en sangre de glucocorticoides. En el hipocampo, estas hormonas se unen a un tipo de receptores presentes en las neuronas y reducen tanto la neurogénesis como la neuroplasticidad. La radiación también afecta negativamente a estos procesos mediante la disminución de los niveles de factores neurotróficos, proteínas clave para la supervivencia y diferenciación neuronal.

En roedores, la alteración de la plasticidad sináptica y la generación de nuevas neuronas provoca cambios comportamentales. Así pues, los investigadores también exploraron los posibles efectos de la luz sobre la conducta de los ratones. Sin embargo, estos solo fueron visibles tras seis semanas de irradiación. Transcurrido este tiempo, los animales mostraron un comportamiento depresivo. Ello indica que cuan mayor es la exposición, mayores son sus consecuencias.

Se sabe que los rayos ultravioleta causan cáncer de piel y agravan su envejecimiento. No obstante, este estudio demuestra por primera vez que la radiación ultravioleta afecta al hipocampo. Para los científicos, reducir la exposición o protegerse de ella podría contribuir a mejorar déficits cognitivos y de memoria asociados con la edad. Pues a lo largo de nuestra vida son muchas las horas que pasamos bajo el sol.

Marta Pulido Salgado

Referencia: «UV irradiation to mouse skin decreases hippocampal neurogenesis and synaptic protein expression via HPA axis activation», de M. Han et al. en Scientific reports, 7, 15574, 14 de noviembre de 2017.

Tomado de: http://www.investigacionyciencia.es/noticias/cmo-la-radiacin-ultravioleta-afecta-al-cerebro-15895?utm_source=boletin&utm_medium=email&utm_campaign=Del+2+al+8+de+diciembre

Se describe un nuevo mecanismo regulador de la memoria

Para fijar un recuerdo, las neuronas refuerzan sus sinapsis con numerosos neurorreceptores. Esta plasticidad sináptica es necesaria para el aprendizaje.

La plasticidad sináptica del cerebro resulta fundamental para el aprendizaje y la adaptación. Las neuronas modulan la eficacia de la transmisión de información a través de las sinapsis (los puntos de contacto entre dos neuronas), un fenómeno que constituye la base de la memorización. El equipo de Daniel Choquet, del Instituto Interdisciplinario de Neurociencias de la Universidad de Burdeos, ha descubierto ahora en el hipocampo (una región clave para algunas formas de la memoria) el papel crucial de la movilidad de los neurorreceptores (los receptores de los neurotransmisores) situados fuera de las sinapsis.

Hace unos 15 años, Daniel Choquet y sus colaboradores observaron que los neurorreceptores no se hallan inmóviles en la superficie de las neuronas, sino que se desplazan siguiendo un movimiento browniano (aleatorio). Con el fin de verificar su función en la plasticidad sináptica, los investigadores desarrollaron herramientas moleculares para controlar el movimiento de estos receptores en cortes del hipocampo en cultivo. También estudiaron las consecuencias de inmovilizar los receptores fuera de las sinapsis mediante métodos químicos, electrofisiología y técnicas neuroimagen. «Hemos demostrado que si los receptores no se desplazan no existe una modulación a corto o medio plazo de la eficacia de las sinapsis y, por lo tanto, de su refuerzo. Todas las fases de plasticidad desaparecen», explica Daniel Choquet.

Estos experimentos también permitieron distinguir dos vías de reclutamiento de los receptores. Al principio, los que ya están presentes en la superficie celular se mueven con rapidez; después se liberan a la superficie otros que se hallaban almacenados dentro de la célula mediante un procesos denominado exocitosis: pequeñas vesículas que llevan estos receptores en su membrana se fusionan con la membrana celular y, de este modo, insertan en ella sus proteínas de membrana.

Los autores también investigaron cómo afectaba la inhibición de los receptores en el aprendizaje en ratones. Colocaron a un animal en un entorno con un estímulo negativo que le provocaba miedo. Luego, unos días más tarde, volvieron a situarlo en el mismo entorno, pero esta vez sin el estímulo. «Por lo general, los ratones mantienen el recuerdo del estímulo negativo. Cuando vuelven al mismo lugar unos días después de la primera exposición, muestran inquietud y se detienen. Pero si se impide antes el movimiento de los receptores, los ratones no se detienen: la primera reacción al estímulo negativo sí se presenta, pero su recuerdo no se conserva», detalla Daniel Choquet.

Este trabajo allana el camino a la hora de identificar nuevos mecanismos de aprendizaje en otras áreas del cerebro. «También nos aporta pistas sobre cómo neutralizar los recuerdos traumáticos, como los de las víctimas de atentados, mediante la manipulación del movimiento de los receptores; o, por el contrario, para contrarrestar la falta de memoria en los pacientes de alzhéimer, en quienes la pérdida de plasticidad sináptica constituye uno de los primeros síntomas», apunta el investigador.

Noëlle Guillon / Pour la Science

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con el permiso de Pour la Science.

Referencia: «Hippocampal LTP and contextual learning require surface diffusion of AMPA receptors». A. C. Penn et al. en Nature, nº 549, págs. 384-388, septiembre de 2017.

Tomado de: http://www.investigacionyciencia.es/noticias/se-describe-un-nuevo-mecanismo-regulador-de-la-memoria-15795?utm_source=boletin&utm_medium=email&utm_campaign=Psicolog%C3%ADa+y+neurociencias+-+Noviembre