Generar recuerdos nuevos y recordarlos son dos caras de la misma moneda, aunque a veces pueden parecer mecanismos separados. Estos mecanismos que parecen distanciados están interconectados y forman parte de las mismas estructuras neuronales, según un estudio publicado en la revista Current Biology que revela la primera evidencia científica sobre la existencia de esta dinámica de la memoria en las personas.

El trabajo, dirigido por los expertos Lluís Fuentemilla, investigador del IDIBELL, y Ludovico Saint Amour di Chanaz, ambos de la Facultad de Psicología y del Instituto de Neurociencias de la Universidad de Barcelona (UBneuro), describe por primera vez un mecanismo neuronal especifico por el cual el hipocampo coordina la posibilidad de alternar los estados de formación y de recuperación de los recuerdos en humanos.

¿Qué pasa en tu cerebro cuando codificas y recuperas recuerdos?

El proceso de formación y de recuperación de recuerdos implica varias áreas del cerebro, pero en este órgano el hipocampo es especialmente importante en la formación inicial de los recuerdos y en su recuperación detallada. Pero ¿qué mecanismo utiliza el hipocampo para alternar la formación de recuerdos nuevos y la recuperación de recuerdos existentes sin que los dos procesos se interfieran uno con el otro?

Los registros de actividad neuronal mediante electrodos implantados en el cerebro han mostrado la existencia de ondas rítmicas de actividad conocidas como oscilaciones. Estas aparecen cuando grandes cantidades de neuronas disparan de manera sincronizada. Los registros revelan que la frecuencia de estas oscilaciones —el número de ciclos de una onda por segundo, medido en Hertz— puede variar dentro de una sola región a lo largo del tiempo. Además, las oscilaciones con diferentes frecuencias pueden coexistir e interactuar entre sí.

Dentro del hipocampo, una de las estructuras más importantes del cerebro para formar y recordar recuerdos, dominan dos tipos de oscilaciones: ondas Theta y ondas Gamma. Las ondas Theta son ondas relativamente lentas, con una frecuencia entre 4 y 8 Hertz. Estas ondas lentas sincronizan la actividad oscilatoria gamma, de entre 30 y 140 Hertz, y la regulan de manera que se pueda acoplar en diferentes estados de la fase del ritmo theta. Un estudio (Neural Computation, 2002) propuso que las oscilaciones theta actuarían como un «interruptor» que permitiría alternar estados neuronales óptimos para la formación de nuevas memorias y estados optimos para la recuperación de recuerdos.

«En trabajos previos con animales, se pudo comprobar que la manera en que la actividad gamma se acopla al ritmo theta tiene un impacto en la memoria (codificación y recuerdos). Aun así, no sabíamos si el mismo mecanismo neuronal era importante en los humanos», detalla el catedrático Lluís Fuentemilla, que también es investigador del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL).

Por primera vez, el grupo de Dinámica de la Formación de Memorias, liderado por Ludovico Saint Amour di Chanaz y coordinado por Lluís Fuentemilla, ha descifrado la dinámica de la memoria en seres humanos mediante el análisis de las interacciones entre las ondas neuronales cerebrales subyacientes en la formación y la recuperación de recuerdos.

En el marco del trabajo, el equipo pudo registrar la actividad del hipocampo de diez pacientes epilépticos con la colaboración del Hospital Clínic de Barcelona y del Hospital Pitié-Salpetrière de París. Durante el protocolo experimental, los pacientes observaron una serie de imágenes que representaban un episodio de la vida real. Después de un periodo de 24 horas, se les mostraba de nuevo la primera imagen de cada serie y se les pidió que recordasen la secuencia posterior de imágenes. Según los resultados, cuando los pacientes formaban recuerdos nuevos, había un patrón específico de actividad oscilatoria en la banda gamma relacionada con el ritmo theta. Durante el proceso de codificación de recuerdos nuevos, la actividad neuronal gamma se acopló a una determinada fase de las ondas theta, mientras que, durante la recuperación de recuerdos, la actividad gamma se acoplaba a la fase opuesta.

Unas funciones neurofisiológicas no tan separadas

Otro resultado relevante del estudio es que el patrón expuesto mostraba una capacidad predictiva del estado de la memoria (codificación o recuerdo) y también de la precisión de las respuestas de los pacientes durante la recuperación de los recuerdos. Así, cuanto más fuerte era el patrón, mejor eran los recuerdos de los pacientes.

«Es decir, las personas somos capaces de codificar dinámicamente nuevos recuerdos y enlazarlos con los existentes aparentemente de forma inmediata. Por eso, tenemos la impresión de que la codificación y la recuperación de recuerdos son funciones separadas que pueden funcionar simultáneamente», detalla Lluís Fuentemilla, miembro del Departamento de Cognición, Desarrollo y Psicología de la Educación.

«Además, —añade el experto— una modulación por el ritmo theta garantiza que nuestro cerebro cambie de estado de cuatro a ocho veces por segundo, y nos da la impresión de una interacción dinámica entre el proceso de codificación de la información, la integración y la recuperación del recuerdo». «Con un mejor conocimiento de cómo se forman y recuperan los recuerdos en humanos podremos desarrollar nuevos tratamientos para personas con dificultades en la memoria, además de entender mejor nuestro pasado, futuro y, en resumen, qué nos hace ser quienes somos: humanos», concluye.

El Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) es un centro de investigación en biomedicina creado en 2004. Está participado por el Hospital Universitario de Bellvitge y el Hospital de Viladecans del Instituto Catalán de la Salud, el Instituto Catalán de Oncología, la Universidad de Barcelona y el Ayuntamiento de L’Hospitalet de Llobregat.

El IDIBELL es miembro del Campus de Excelencia Internacional de la Universidad de Barcelona HUBc y forma parte de la institución CERCA de la Generalitat de Catalunya. En 2009 se convirtió en uno de los cinco primeros centros de investigación españoles acreditados como instituto de investigación sanitaria por el Instituto de Salud Carlos III. Además, forma parte del programa «HR Excellence in Research» de la Unión Europea y es miembro de EATRIS y REGIC. Desde el año 2018, IDIBELL es un Centro Acreditado de la Fundación Científica AECC (FCAECC).