El cerebro reinventa los recuerdos, incluso en la rutina

Durante décadas, la neurociencia sostuvo una idea clara: cada ruta conocida, cada trayecto repetido en el día a día, estaba archivado en el cerebro dentro de un grupo definido de neuronas denominado “células de lugar” en el hipocampo. Por acción de estas células, una caminata nocturna del dormitorio a la cocina se codificaba de manera estable y podía reproducirse siempre que el entorno no variara. Sin embargo, nuevos experimentos realizados en la Universidad Northwestern y publicados en la revista Nature, desafían este principio fundamental sobre la estabilidad de la memoria espacial.

Según la lógica implantada desde los años 60 y 70, “básicamente pensábamos que las memorias espaciales estaban codificadas por neuronas específicas en el cerebro”, sostuvo Daniel Dombeck, profesor y principal responsable del estudio en Northwestern. “Esa fue la idea durante probablemente 30, 40 años, hasta hace unos diez años”.

Un experimento controla cada variable sensorial

Para poner a prueba la confiabilidad del mapa cerebral y descartar cambios accidentales estimulados por factores externos, el equipo de Dombeck ideó una experiencia con ratones en la que la variabilidad quedó reducida al mínimo posible. Los animales recorrieron un laberinto virtual corriendo sobre una cinta, rodeados de pantallas que reproducían siempre el mismo escenario visual. Al mismo tiempo, filtros olfativos y una banda sonora de ruido blanco aseguraron que los estímulos olfativos y auditivos fueran idénticos durante cada sesión.

El proceso permitió a los investigadores observar la actividad neuronal en vivo mediante una ventana abierta en el cráneo de los roedores, acompañada de un marcador fluorescente que resaltó cada activación. “Controlamos todo lo posible”, describió Dombeck. “Estaba convencido de que íbamos a obtener el resultado contrario y que demostraríamos que los recuerdos son realmente idénticos para los mismos recorridos. Pero resulta que no lo son. Un grupo ligeramente diferente de neuronas se activaba cada vez”.

Las neuronas “constructoras de mapas” nunca repiten la colección

Los resultados mostraron que, aun en un entorno completamente reproducible, solo entre el 5% y el 10% de las neuronas activadas se mantenían constantes en repetidas sesiones. El resto cambiaba. La mayoría de las células activas fluctuó. En vez de formar un ‘mapa mental’ estático, esas representaciones espaciales cambiaron durante el experimento que duró varias semanas.

Este fenómeno, conocido como “deriva representacional del hipocampo” o hippocampal representational drift, ya había sido observado en trabajos previos, pero siempre existió la duda de si respondía a alteraciones imperceptibles en el entorno o en el comportamiento del animal. El experimento de Northwestern descarta esas posibles causas confusas y apunta a un mecanismo intrínseco.

Uno de los hallazgos más notables radica en la función de la excitabilidad neuronal. Aquellas neuronas que mostraron mayor tendencia a activarse ante estímulos fueron también las únicas capaces de mantener una representación constante de cada recorrido. Las menos excitables exhibieron la mayor propensión a la deriva.

En palabras del autor del estudio: “Algunas neuronas parecen ser mejores para aferrarse a la memoria original que otras. Las neuronas más excitables parecen almacenar mejor los recuerdos, mientras que las que se ‘disparan’ más débilmente son las que terminan cambiando. Así que parece haber un pequeño componente de la memoria original que todavía está ahí, en esa pequeña fracción de neuronas”.

La razón detrás de este comportamiento todavía requiere mayor esclarecimiento. Según Dombeck, la deriva podría estar relacionada con la necesidad de recordar cada experiencia como un evento separado en el tiempo: “Si recorro el mismo camino dos veces, y es idéntico las dos veces, probablemente todavía quiera recordar el hecho de que hice la misma caminata dos veces. Es posible que el cerebro nos obligue a guardar experiencias muy similares que ocurren en diferentes momentos y recordarlas de maneras ligeramente diferentes”.

El aprendizaje y el envejecimiento

El resultado impacta no solo en la concepción fundamental de la memoria espacial, sino también en el estudio del envejecimiento. Los científicos observaron que la excitabilidad de las neuronas tiende a disminuir con la edad, lo que podría estar directamente relacionado con la pérdida de estabilidad en los recuerdos.

El estudio, titulado “Las representaciones hipocampales derivan en entornos multisensoriales estables”, aparece en Nature con autoría de Daniel Dombeck y su equipo, que incluyen a Jason Climer, Heydar Davoudi y Jun Young Oh.

Para Dombeck, estas conclusiones abren posibles vías para investigaciones futuras: “Si pudiéramos manipular la excitabilidad de las neuronas o mantenerla estable con el tiempo, podríamos probablemente mantener la memoria”.

El fenómeno de la “deriva representacional” en el hipocampo indica que, incluso cuando la rutina diaria ocurre en escenarios inmutables, el cerebro actualiza y reconfigura el almacenaje de la memoria cada vez, de modo que “la misma experiencia involucra neuronas diferentes cada vez. No es un cambio repentino, sino una evolución lenta”, concluyó Dombeck.