Publicado 26/06/2020 07:23CET

Identifican neuronas responsables de tomar decisiones basadas en la memoria

Ilustración en 3D de neuronas en el cerebro
Ilustración en 3D de neuronas en el cerebro - COLOURBOX - Archivo

   MADRID, 26 Jun. (EUROPA PRESS) -

   Un nuevo estudio publicado en la revista 'Science', un equipo colaborativo de neurocientíficos del Instituto Tecnológico de California (Caltech) y el Centro Médico Cedars-Sinai, en Los Ángeles, ha identificado diferentes conjuntos de neuronas individuales responsables de la toma de decisiones basadas en la memoria, un sello distintivo de La flexibilidad del cerebro humano.

   "Un aspecto esencial de la flexibilidad cognitiva es nuestra capacidad de buscar selectivamente información en la memoria cuando la necesitamos", dice el autor principal Ueli Rutishauser, asociado visitante en Biología y BBioingeniería en Caltech y profesor de la Junta de Gobernadores en Neurociencias en Centro Médico Cedars-Sinai.

   "Esta es la primera vez que se describen neuronas en el cerebro humano que indican decisiones basadas en la memoria --destaca--. Además, nuestro estudio muestra cómo los recuerdos se transfieren al lóbulo frontal de forma selectiva y solo cuando es necesario".

   El estudio, que tiene implicaciones para el tratamiento de los problemas de memoria asociados con la enfermedad de Alzheimer, la epilepsia y la esquizofrenia, se realizó en pacientes que ya se estaban sometiendo a una cirugía cerebral para el tratamiento de sus convulsiones.

Los voluntarios vieron imágenes en una pantalla y respondieron diferentes tipos de preguntas sobre las imágenes, mientras que los investigadores registraron la actividad de las neuronas individuales en sus cerebros utilizando electrodos implantados.

   Por ejemplo, a un sujeto se le puede mostrar una imagen de alguien que nunca antes había visto y le preguntó: "¿Has visto esta cara antes?" o "¿Esto es una cara?". Las dos preguntas, respectivamente, ayudan a los investigadores a distinguir entre una decisión basada en la memoria y una decisión no basada en los recuerdos sino en categorías, como las caras.

   "Tomamos decisiones basadas en recuerdos recuperados todo el tiempo --dice el autor principal Juri Minxha, académico postdoctoral en Cedars Sinai y visitante en neurociencia en Caltech--. '¿De qué restaurante debo pedir comida esta noche?' o '¿Dónde debo buscar mis llaves después?' En este estudio, hicimos preguntas simples de sí o no diseñadas para hacer que un voluntario acceda a su memoria reciente o su conocimiento categórico".

   La codificación y recuperación de recuerdos ocurre en la porción media-baja del cerebro en una región llamada lóbulo temporal medial, que incluye el hipocampo. Los procesos de toma de decisiones involucran una región en la parte frontal del cerebro llamada corteza frontal medial.

   "La capacidad de involucrar y utilizar de manera flexible nuestros recuerdos para tomar decisiones depende de las interacciones entre los lóbulos frontales y temporales, el primero es el sitio de control ejecutivo y el segundo es donde se almacenan recuerdos de este tipo. Poco se sabía antes sobre cómo ocurren interacciones entre estas dos partes del cerebro humano", añade Rutishauser.

   En el estudio, los investigadores controlaron neuronas individuales tanto en el lóbulo temporal como en el lóbulo frontal de 13 sujetos. Los resultados revelaron neuronas que codifican recuerdos en el lóbulo temporal y "neuronas de elección de memoria" en el lóbulo frontal. Estas neuronas no almacenan recuerdos, sino que ayudan a recuperarlos.

   "Tanto el lóbulo temporal medial como la corteza frontal medial se activan cuando la decisión requiere que el paciente recuerde algo. La interacción entre estas dos estructuras cerebrales permite la recuperación exitosa de la memoria", dice Minxha.

   "Entonces, si le preguntamos a un paciente si ha visto una cara antes, las neuronas de ambas regiones se activan. Pero si le mostramos la misma imagen y preguntamos '¿Es esta una cara?', las neuronas de memoria permanecen en silencio --explica--. En cambio, vemos una segunda población distinta de neuronas en el lóbulo frontal, que respalda el objetivo actual del sujeto de categorizar la imagen".

   El estudio también identificó un conjunto diferente de "neuronas contextuales" en el lóbulo frontal. Estas neuronas codifican información sobre las instrucciones dadas a un sujeto para una tarea determinada.

   Por ejemplo, se les dijo a los sujetos que presionaran un botón o usaran movimientos oculares para transmitir su respuesta a una pregunta. Las neuronas contextuales señalaron cuál de estas dos acciones tomar, independientemente de cuál fuera la respuesta a la pregunta.

   "Curiosamente, encontramos que la decisión estaba representada por las neuronas de elección de memoria de una manera abstracta, de modo que las mismas neuronas podrían señalar esta información en diferentes contextos. Esto probablemente explica gran parte de la flexibilidad que vemos en la toma de decisiones en humanos", señala Ralph Adolphs, profesor de Psicología, Neurociencia y Biología en Caltech.

   La comunicación entre los lóbulos temporal y frontal también se observó al analizar las ondas theta, que son comunes en el lóbulo temporal. Los investigadores encontraron que las neuronas en el lóbulo frontal alinearon selectivamente su actividad con las ondas theta en el lóbulo temporal solo cuando los sujetos tomaron una decisión basada en la memoria.

   Los investigadores aseguran que incluso podrían decir si un sujeto iba a identificar correctamente una cara simplemente en función de cuán fuertemente las neuronas de elección de memoria en los lóbulos frontales coordinaban su actividad con las ondas theta en el lóbulo temporal.

   "En conjunto, nuestro estudio revela varios bloques de construcción clave que hacen que la cognición humana sea tan flexible", dice Adolphs.