¿Como el cerebro nos ayuda a recordar lo que hemos visto?
Un nuevo estudio publicado en la revista ‘Neuron’ explica como el cerebro nos ayuda a recordar lo que hemos visto, incluso cuando cambia en nuestro sistema visual. Esa capacidad de recordar que algo es lo mismo sin importar como se mueva en relacion con nuestros ojos es lo que nos da la libertad de controlar hacia donde miramos.
Ya sea un controlador de trafico aereo que sigue las posiciones de los aviones, hasta una madre que vigila a sus hijos corriendo por el parque, todos dependemos de nuestro cerebro para mantener lo que vemos en la mente, incluso mientras cambiamos nuestra mirada e incluso apartamos temporalmente la mirada.
Esta capacidad de “memoria de trabajo visual” se siente sin esfuerzo, pero un nuevo estudio del Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) muestra que el cerebro trabaja duro para mantenerse al dia. Cada vez que un objeto clave se desplaza a traves de nuestro campo de vision, ya sea porque se movio o porque lo hicieron nuestros ojos, el cerebro transfiere inmediatamente un recuerdo de el recodificandolo entre las neuronas del hemisferio cerebral opuesto.
El hallazgo, realizado por neurocientificos del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria, en Estados Unidos, explica a traves de experimentos en animales como podemos realizar un seguimiento continuo de lo que es importante para nosotros, aunque el cableado basico de nuestro sistema visual requiere mapear lo que vemos a nuestra izquierda en el lado derecho de nuestro cerebro y lo que vemos en nuestro lado derecho en el lado izquierdo del cerebro.
“Necesita saber donde estan las cosas en el mundo real, independientemente de donde este mirando o como este orientado en un momento dado –explica el autor principal del estudio, Scott Brincat, investigador postdoctoral en el laboratorio del profesor en el Picower, y el autor principal–. Pero la representacion que tu cerebro obtiene del mundo exterior cambia cada vez que mueves los ojos”.
En sus experimentos, Brincat, Miller y sus coautores descubrieron que cuando un objeto cambia de lado en el campo de vision, el cerebro emplea rapidamente un cambio revelador en la sincronia de las frecuencias de las ondas cerebrales para llevar la informacion de la memoria de un lado del cerebro al otro.
La transferencia, que ocurre en meros milisegundos, recluta un nuevo grupo de neuronas en la corteza prefrontal del hemisferio cerebral opuesto para almacenar la memoria. Este nuevo conjunto de neuronas codifica el objeto segun su nueva posicion, pero el cerebro continua reconociendolo como el objeto que solia estar en el campo de vision del otro hemisferio.
Esa capacidad de recordar que algo es lo mismo sin importar como se mueva en relacion con nuestros ojos, es lo que nos da la libertad de controlar donde miramos, destaca Miller. “Si no tuvieramos eso seriamos simples criaturas que solo podrian reaccionar a lo que sea que nos venga en el medio ambiente –destaca Miller–. Pero como podemos tener las cosas en mente, podemos tener un control volitivo sobre lo que hacemos. No tenemos que reaccionar a algo ahora, podemos guardarlo para mas tarde”.
En el laboratorio, los investigadores midieron la actividad de cientos de neuronas en la corteza prefrontal de ambos hemisferios cerebrales mientras los animales jugaban. Tuvieron que fijar su mirada en un lado de una pantalla cuando la imagen de un objeto (por ejemplo, un platano) aparecio brevemente en el medio de la pantalla.
Asi, el objeto aparecio en uno u otro lado de su campo de vision y, debido al cableado cruzado del cerebro, se proceso en el hemisferio cortical opuesto. El animal tenia que mantener la imagen en mente y luego indicar si una imagen presentada posteriormente era de un objeto diferente (por ejemplo, una manzana).
Sin embargo, en algunos ensayos, mientras el objeto original se guardaba en la memoria de trabajo, se indicaba a los animales que cambiaran la mirada de un lado a otro, cambiando efectivamente de que lado de su campo de vision estaba la imagen recordada.
Los animales recordaron con precision si las imagenes que se les presentaban coincidian, pero su desempeño se resintio un poco en los casos en que tuvieron que cambiar la mirada. Brincat dijo que el error sugiere que tener que mantenerse al dia con el cambio no es tan facil para el cerebro como parece. “Nos parece trivial, pero aparentemente no lo es”, asegura.
Para analizar sus mediciones en el cerebro, el equipo entreno un programa de computadora llamado decodificador para identificar patrones en los datos sin procesar de la actividad neuronal que indicaban la memoria de la imagen del objeto.
Como era de esperar, ese analisis mostro que el cerebro codificaba informacion sobre cada imagen en el hemisferio opuesto a donde estaba en el campo de vision. Pero lo que es mas notable, tambien mostro que en los casos en que los animales cambiaban la mirada a traves de la pantalla, la actividad neuronal que codificaba la informacion de la memoria se desplazaba de un hemisferio cerebral al otro.
El equipo tambien midio los ritmos generales de la actividad colectiva de las neuronas u ondas cerebrales. Descubrieron que la transferencia de un recuerdo de un hemisferio a otro se producia de forma consistente con un cambio caracteristico en esos ritmos. A medida que se produjo la transferencia, la sincronia entre hemisferios de ondas “theta” de muy baja frecuencia (4-10 Hz) y ondas “beta” de alta frecuencia (17-40 Hz) aumento y la sincronia de las ondas “alfa / beta” (11-17 Hz) disminuyo.
Este patron de ritmos de empujar y tirar se parece mucho a uno que el laboratorio de Miller ha encontrado en muchos estudios sobre como la corteza emplea ritmos para transmitir informacion. Los aumentos en la combinacion de ritmos de frecuencia muy baja y alta permiten que la informacion sensorial (es decir, representaciones de lo que el animal acaba de ver) sea codificada o recordada. Un aumento de potencia en el rango de frecuencia alfa / beta inhibe esa codificacion, actuando como una especie de puerta en el procesamiento de la informacion sensorial.
“Esta es otra forma de puerta –explica Miller–. Esta vez alfa / beta esta bloqueando la transferencia de memoria entre hemisferios”.
Si bien los patrones de ritmo parecian consistentes con estudios anteriores, los investigadores se sorprendieron por otro hallazgo del estudio: dada la misma imagen de objeto en el mismo lugar en el campo de vision, la corteza prefrontal empleaba diferentes neuronas si inicialmente se veia en esa ubicacion frente a los transferidos desde el otro hemisferio.
En otras palabras, los animales que vieron un platano en el lado izquierdo de su vision reclutaron un conjunto neuronal diferente para representar ese recuerdo que si el platano se viera previamente a la derecha y luego se transfiriera a ese lugar.
Para Miller, el hallazgo tiene una implicacion intrigante. Los neurocientificos alguna vez pensaron que las neuronas individuales eran la unidad basica de funcion en el cerebro y, mas recientemente, han comenzado a pensar que, en cambio, los conjuntos de neuronas lo son. Los nuevos hallazgos, sin embargo, sugieren que incluso la misma informacion podria ser codificada por diferentes conjuntos ensamblados arbitrariamente.
“Quizas incluso los conjuntos no son las unidades funcionales del cerebro –especula Miller-. Entonces, ¿cual es la unidad funcional del cerebro? Es el espacio computacional que crea la actividad de la red cerebral”.
