Las neuronas producen patrones rítmicos de actividad eléctrica en el cerebro, conocidos como oscilaciones, que son uno de los temas en debate dentro del campo de la neurociencia. Investigadores de la Universidad de Arizona han descubierto que la simple acción de recordar eventos puede desencadenar estas señales rítmicas, llamadas oscilaciones, incluso más que cuando las personas están experimentando el evento en tiempo real.
El estudio, publicado en la revista Neuron, se centró específicamente en lo que se conoce como oscilaciones theta, que emergen en la región del hipocampo del cerebro durante actividades como exploración, navegación y sueño. El hipocampo cumple es muy importante en la capacidad del cerebro para recordar el pasado.
Anteriormente, se creía que el entorno externo era el principal impulsor de las oscilaciones theta. Sin embargo, el estudio de Arne Ekstrom, profesor de cognición y sistemas neuronales en el Departamento de Psicología de UArizona y autor principal del estudio, encontró que la memoria generada en el cerebro es el principal impulsor de la actividad theta.
Memoria y oscilaciones theta
El autor principal del estudio, Sarah Seger, estudiante de posgrado en el Departamento de Neurociencia, comentó: «Sorprendentemente, descubrimos que las oscilaciones theta en los seres humanos son más frecuentes cuando alguien simplemente está recordando cosas, en comparación con experimentar eventos directamente».
Estos resultados podrían tener implicaciones importantes para el tratamiento de pacientes con daño cerebral y trastornos cognitivos, como aquellos que han experimentado convulsiones, accidentes cerebrovasculares o enfermedad de Parkinson. La memoria podría usarse para generar estimulaciones desde el interior del cerebro y dirigir las oscilaciones theta, lo que potencialmente podría mejorar la memoria con el tiempo.
Realidad virtual y oscilaciones theta en la memoria
El estudio se llevó a cabo en colaboración con investigadores del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas en Dallas, incluyendo al neurocirujano Dr. Brad Lega y la técnica de investigación Jennifer Kriegel. Para llevar a cabo el estudio, se reclutaron 13 pacientes que estaban siendo monitoreados en el centro en preparación para una cirugía de epilepsia. Como parte del monitoreo, se implantaron electrodos en los cerebros de los pacientes para detectar convulsiones ocasionales, y así se registraron las oscilaciones theta en el hipocampo.
Los pacientes participaron en un experimento de realidad virtual, en el que se les proporcionó un joystick para navegar por una ciudad virtual en una computadora. Cuando llegaban al destino correcto, el experimento de realidad virtual se detenía. Se pidió a los participantes que imaginaran el lugar desde el cual comenzaron su navegación e instruyeron a recordar la ruta que acababan de recorrer mentalmente. Las oscilaciones theta durante la navegación real con el joystick fueron menos frecuentes y de menor duración en comparación con las oscilaciones que ocurrieron cuando los participantes estaban imaginando la ruta. Así, los investigadores concluyeron que la memoria es un fuerte impulsor de las oscilaciones theta en los seres humanos.
Aplicaciones prácticas de oscilaciones theta en memoria
Arne Ekstrom, en cuanto a las posibles aplicaciones prácticas de este descubrimiento, mencionó que una forma de compensar el deterioro de la función cognitiva es mediante el entrenamiento cognitivo y la rehabilitación. «Básicamente, tomas a un paciente con deficiencias de memoria y tratas de enseñarles a mejorar su memoria», afirmó.
En el futuro, Ekstrom planea llevar a cabo esta investigación en pacientes que puedan caminar libremente, en lugar de pacientes en camas, para observar cómo la navegación libre se compara con la memoria en relación con las oscilaciones cerebrales.
Este hallazgo representa un avance significativo en el campo del diseño de nuevos experimentos y en la comprensión de la base neural de la memoria. Los resultados respaldan la idea de que las oscilaciones theta generadas internamente en el hipocampo humano están impulsadas principalmente por la memoria y no por la navegación. Esto podría tener implicaciones importantes para el tratamiento de trastornos cognitivos y el desarrollo de terapias que mejoren la memoria y la función cerebral en pacientes con daño cerebral.
Referencias:
Memory-related processing is the primary driver of human hippocampal theta oscillations: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2023.06.015
