Mientras dormimos, los hechos, eventos y habilidades aprendidas durante el día continúan siendo procesados en el cerebro. Es durante el sueño que nuestras memorias son estabilizadas, afianzadas e integradas con memorias más antiguas, un proceso conocido como consolidación.

Hace más de cuarenta años se sugirió que mientras dormimos, los recuerdos formados durante el día se pueden reproducir repetidamente dentro del hipocampo, la parte de nuestro cerebro involucrada en la formación de la memoria.

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Durante el sueño

El hipocampo es una estructura cerebral que desempeña un papel crucial en la navegación y la memoria episódica al formar un mapa cognitivo del espacio, el cual es codificado por la actividad espacialmente selectiva de las llamadas células de lugar.

Después de explorar un entorno abierto, las neuronas se activaron durante el sueño en lugares que la rata ha explorado, pero siguiendo trayectorias aleatorias.

Dichas representaciones neuronales probablemente apuntalan el componente espacial de los recuerdos de lugares y eventos, que, una vez establecidos, pueden usarse para navegar en entornos previamente explorados.

Consistente con esta noción, un estudio realizado por investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria, muestra que después de que una rata se ha movido repetidamente de un lugar a otro, las mismas neuronas que se activaron durante su desplazamiento, se activaron mientras dormía.

Estudio previos, que se centraron en esta repetición después de que las ratas visitaron ubicaciones en un laberinto en un cierto orden, encontraron que el orden en el que las células de lugar se activaron correspondió al movimiento de la rata, y este patrón de reproducción también se observó durante el sueño.

Pero para este estudio, los investigadores examinaron qué sucede cuando una rata se mueve a través de un entorno abierto. Para tal fin, dejaron que los animales deambularan mientras recibían recompensas de comida al azar, y al mismo tiempo, valiéndose de avanzadas técnicas de monitoreo, registraban cómo se activaron las células de lugar en el hipocampo.

Luego, mientras las ratas dormían, los investigadores observaron cómo se activaron las mismas células de lugar registradas durante el desplazamiento realizado en vigilia, pero sorpresivamente, en vez de seguir el mismo patrón, la secuencia de lugares expresada por la activación neuronal siguió trayectorias aleatorias.

Repetición aleatoria

La repetición aleatoria les da a los investigadores una idea de la compleja dinámica del circuito del hipocampo.

El estudio confirma que durante el sueño, los recuerdos formados durante el día se pueden reproducir repetidamente dentro del hipocampo.

Los investigadores piensan que esta capacidad del hipocampo para reactivar espontáneamente trayectorias aleatorias del mapa previamente activo proporciona, no solo un andamio sobre el cual construir trazas de memoria, sino también un medio para generar posibles elecciones de comportamiento en el futuro.

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Dicha reproducción aleatoria puede reflejar la capacidad de optimización de los circuitos del hipocampo para reproducir trayectorias aleatorias de un entorno recientemente experimentado, el cual puede proporcionar mejores soluciones de comportamiento mediante el inicio de procesos de optimización durante el sueño.

En el futuro, el equipo de investigación planea estudiar el papel de la repetición en el procesamiento posterior de las memorias y cómo las ratas pueden usar esta repetición para planificar su comportamiento.

Referencia: Hippocampal Reactivation of Random Trajectories Resembling Brownian Diffusion. Neuron, 2019. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2019.01.052

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