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Memoria del hipocampo
Todos los dispositivos de almacenamiento de memoria, desde el cerebro hasta la memoria RAM del ordenador, almacenan la información cambiando sus cualidades físicas. Hace más de 130 años, el pionero neurocientífico Santiago Ramón y Cajal sugirió por primera vez que el cerebro almacena información reorganizando las conexiones, o sinapsis, entre las neuronas.
Desde entonces, los neurocientíficos han intentado comprender los cambios físicos asociados a la formación de la memoria. Pero visualizar y cartografiar las sinapsis es un reto. Por un lado, las sinapsis son muy pequeñas y están muy juntas. Son aproximadamente 10.000 millones de veces más pequeñas que el objeto más pequeño que puede visualizar una resonancia magnética clínica estándar. Además, hay aproximadamente mil millones de sinapsis en los cerebros de los ratones que los investigadores suelen utilizar para estudiar la función cerebral, y todas son del mismo color opaco o translúcido que el tejido que las rodea.
Sin embargo, una nueva técnica de imagen que hemos desarrollado mis colegas y yo nos ha permitido cartografiar las sinapsis durante la formación de la memoria. Hemos descubierto que el proceso de formación de nuevos recuerdos cambia la forma en que las células cerebrales se conectan entre sí. Mientras algunas zonas del cerebro crean más conexiones, otras las pierden.
Memoria a corto plazo
La memoria es la reactivación de un grupo específico de neuronas, formada a partir de cambios persistentes en la fuerza de las conexiones entre neuronas. Pero, ¿qué es lo que permite que una combinación específica de neuronas se reactive sobre cualquier otra combinación de neuronas?
La respuesta es la plasticidad sináptica. Este término describe los cambios persistentes en la fuerza de las conexiones -llamadas sinapsis- entre las células del cerebro. Estas conexiones pueden fortalecerse o debilitarse en función de cuándo y cuántas veces se hayan activado en el pasado. Las conexiones activas tienden a fortalecerse, mientras que las que no se utilizan se debilitan y pueden llegar a desaparecer por completo.
Una conexión entre dos neuronas se fortalece cuando la neurona A activa sistemáticamente la neurona B, haciendo que ésta dispare un potencial de acción (espiga), y la conexión se debilita si la neurona A no consigue sistemáticamente que la neurona B dispare una espiga. Los aumentos y disminuciones duraderos de la fuerza sináptica se denominan potenciación a largo plazo (LTP) y depresión a largo plazo (LTD).
La modificación de la fuerza de las sinapsis existentes, o incluso la adición de nuevas o la eliminación de las antiguas, es fundamental para la formación de la memoria. Pero también hay pruebas de que otro tipo de plasticidad, que no implica directamente a las sinapsis, podría ser importante para la formación de la memoria. En algunas partes del cerebro adulto, como la importante estructura de la memoria conocida como hipocampo, se pueden crear neuronas completamente nuevas en un proceso llamado neurogénesis. Los estudios realizados en ratones de edad avanzada han demostrado que, al aumentar la neurogénesis en el hipocampo, se puede mejorar la memoria. En los seres humanos, se ha demostrado que el ejercicio aumenta el volumen del hipocampo -lo que sugiere que se están creando nuevas neuronas- y al mismo tiempo mejora el rendimiento en las tareas de memoria.
¿Cómo se almacenan los recuerdos en el cerebro?
¿Los recuerdos se almacenan en una sola parte del cerebro o en muchas partes diferentes? Karl Lashley comenzó a explorar este problema, hace unos 100 años, realizando lesiones en el cerebro de animales como ratas y monos. Buscaba pruebas del engrama: el grupo de neuronas que sirve de «representación física de la memoria» (Josselyn, 2010). En primer lugar, Lashley (1950) entrenó a ratas para que encontraran el camino a través de un laberinto. A continuación, utilizó las herramientas disponibles en ese momento -en este caso un soldador- para crear lesiones en el cerebro de las ratas, concretamente en la corteza cerebral. Lo hizo porque intentaba borrar el engrama, o el rastro de memoria original que las ratas tenían del laberinto.
Lashley no encontró evidencia del engrama, y las ratas seguían siendo capaces de encontrar el camino a través del laberinto, independientemente del tamaño o la ubicación de la lesión. Basándose en su creación de lesiones y en la reacción de los animales, formuló la hipótesis de la equipotencialidad: si se daña una parte de una zona del cerebro implicada en la memoria, otra parte de la misma zona puede asumir esa función de memoria (Lashley, 1950). Aunque los primeros trabajos de Lashley no confirmaron la existencia del engrama, los psicólogos modernos están avanzando en su localización. Eric Kandel, por ejemplo, pasó décadas trabajando en la sinapsis, la estructura básica del cerebro, y su papel en el control del flujo de información a través de los circuitos neuronales necesarios para almacenar los recuerdos (Mayford, Siegelbaum y Kandel, 2012).
El cerebro de la memoria
Una de las primeras analogías para entender la memoria procede de la antigua Grecia, donde Platón comparó los recuerdos con los grabados en una tablilla de cera, y su alumno favorito, Aristóteles, siguió utilizándola en sus propios escritos.
La tendencia a favorecer el corazón sobre el cerebro continuó durante siglos, en parte debido a la prohibición de la Iglesia de disecar el cerebro humano. De hecho, no fue hasta el siglo XVII cuando la gente empezó a darse cuenta de que el cerebro tenía alguna capacidad de pensamiento.
Fue el filósofo alemán Hermann Ebbinghaus el pionero del primer estudio científico de la memoria a finales del siglo XIX. Le importaba menos dónde se encontraban los recuerdos en el cerebro y más cómo funcionaba la memoria.
En sus experimentos más famosos, Ebbinghaus creó una lista de más de 2.000 palabras sin sentido, como «kaf» o «nid», que procedió a memorizar y luego trató de recordar con el tiempo. Descubrió que tendemos a olvidar de forma exponencial, es decir, que olvidamos mucho al poco tiempo de aprender y luego lo hacemos de forma más lenta con el paso del tiempo.