MADRID, 1 Ago. (EUROPA PRESS) -
La memoria de trabajo es un componente esencial de la cognición, que permite al cerebro recordar información temporalmente y utilizarla para guiar su comportamiento futuro. Aunque muchos estudios anteriores han revelado la participación de varias áreas cerebrales, hasta ahora no estaba claro cómo interactúan estas múltiples regiones para representar y mantener la memoria de trabajo.
En un nuevo estudio, publicado en la revista 'Nature', neurocientíficos del Centro Sainsbury Wellcome de la University College de Londres (UCL) investigaron las interacciones recíprocas entre dos regiones cerebrales que representan la memoria de trabajo visual en ratones. El equipo descubrió que la comunicación entre estos dos lugares de la memoria de trabajo, la corteza parietal y la corteza premotora, era codependiente de las escalas de tiempo instantáneas.
"Hay muchos tipos diferentes de memoria de trabajo y en los últimos 40 años los científicos han intentado averiguar cómo se representan en el cerebro. El estudio de la memoria de trabajo sensorial, en particular, ha supuesto un reto, ya que durante las tareas estándar de laboratorio ocurren simultáneamente muchos otros procesos, como la sincronización, la preparación motora y la expectativa de recompensa", explica el doctor Ivan Voitov, investigador del laboratorio Mrsic-Flogel y primer autor del artículo.
Para superar este reto, los investigadores del SWC compararon una tarea dependiente de la memoria de trabajo con otra más sencilla e independiente. En la tarea de memoria de trabajo, los ratones recibían un estímulo sensorial seguido de un retraso y luego tenían que hacer coincidir el siguiente estímulo con el que habían visto antes del retraso. Esto significa que durante el retraso los ratones necesitaban una representación en su memoria de trabajo del primer estímulo para tener éxito en la tarea y recibir una recompensa. Por el contrario, en la tarea independiente de la memoria de trabajo, la decisión que tomaron los ratones sobre el estímulo secundario no estaba relacionada con el primer estímulo.
Al contrastar estas dos tareas, los investigadores pudieron observar la parte de la actividad neuronal que dependía de la memoria de trabajo en contraposición a la actividad natural que sólo estaba relacionada con el entorno de la tarea. Descubrieron que la mayor parte de la actividad neuronal no estaba relacionada con la memoria de trabajo y que, en cambio, las representaciones de la memoria de trabajo estaban integradas en modos de actividad "de alta dimensión", lo que significa que sólo las pequeñas fluctuaciones en torno a la media de los disparos de las células individuales llevaban conjuntamente la información de la memoria de trabajo.
Para entender cómo se mantienen estas representaciones en el cerebro, los neurocientíficos utilizaron una técnica llamada optogenética para silenciar selectivamente partes del cerebro durante el periodo de retardo y observaron la alteración de lo que los ratones recordaban. Curiosamente, descubrieron que el silenciamiento de las representaciones de la memoria de trabajo en una de las áreas corticales parietales o premotoras provocaba déficits similares en la capacidad de los ratones para recordar el estímulo anterior, lo que implicaba que estas representaciones eran codependientes entre sí durante el retraso.
Para comprobar esta hipótesis, los investigadores interrumpieron un área mientras registraban la actividad que le comunicaba la otra área. Cuando interrumpieron el córtex parietal, la actividad comunicada por el córtex premotor al córtex parietal se mantuvo prácticamente sin cambios en términos de actividad media. Sin embargo, la representación de la actividad de la memoria de trabajo se alteró específicamente. Lo mismo ocurrió en el experimento inverso, cuando interrumpieron la corteza premotora y observaron la corteza parietal y también observaron la interrupción de la comunicación cortical-cortical específica de la memoria de trabajo.
"Registrando y manipulando circuitos de largo alcance en la corteza cerebral, descubrimos que la memoria de trabajo reside en patrones de actividad codependientes en áreas corticales interconectadas, manteniendo así la memoria de trabajo a través de una comunicación recíproca instantánea", apunta el profesor Tom Mrsic-Flogel, director del Centro Sainsbury Wellcome y coautor del artículo.
El siguiente paso de los investigadores es buscar patrones de actividad compartidos entre estas áreas. También tienen previsto estudiar tareas de memoria de trabajo más sofisticadas que modulen la información específica que se almacena en la memoria de trabajo, además de su fuerza. Para ello, los neurocientíficos utilizarán distractores intercalados que contengan información sensorial que sesgue lo que el ratón piensa que es el siguiente objetivo. Estos experimentos les permitirán desarrollar una comprensión más matizada de las representaciones de la memoria de trabajo.
