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Papel del hipocampo en la memoria y el aprendizaje

Un poco de Historia 

El papel del hipocampo en la memoria y el aprendizaje es tema de estudio recurrente, donde se producen avances constantes. La frecuencia de las enfermedades mentales y las demencias, convierten este tema en una de las prioridades de muchos laboratorios de neurociencia en el mundo. Los estudios neurológicos de los años 50 y en particular el famoso caso del paciente H.M., permitieron descubrir el papel que juega el hipocampo en el aprendizaje y procesamiento de la información. Este paciente, tras una operación de neurocirugía, donde  le extirparon todo el hipocampo, no era capaz de generar nuevos recuerdos. En cambio, si que podía recuperar los recuerdos anteriores a la operación.

Este caso permitió descubrir que el hipocampo es un actor importante en la cadena del procesamiento de la información, pero sobretodo, que el hipocampo juega un papel fundamental en el almacenamiento de la información en la memoria.

Es a partir de este caso, que los neurocientíficos empiezan a proponer teorías explicativas sobre los circuitos y áreas cerebrales implicados en la memoria a corto y largo plazo.

Un poco de Neuroanatomía

El hipocampo es una estructura situada en la parte medial del lóbulo temporal.

El hipocampo se divide en cuatro regiones, subículo, asta de Amón (la región superior o CA1 y la región inferior o CA3) y el giro dentado. El neurotransmisor más importante es el glutamato (excitador) aunque también hay otros tan importantes como el GABA (inhibidor).

Teorías sobre la Memoria

En la actualidad hay dos modelos que permiten explicar cómo la información que recibimos durante el día, pasa a ser memoria y qué áreas cerebrales están implicadas.

La primera hipótesis conocida como “Modelo Estándar”, sugiere que las memorias (a corto y a largo plazo) se generan en el hipocampo, y que sólo la memoria a largo plazo es transferida totalmente al neocórtex. En el neocórtex, estas nuevas informaciones son almacenadas y se pueden recuperar posteriormente.

La segunda hipótesis es la llamada “Huella Múltiple”. Esta teoría propone que  el área hipocampal funciona como una área generadora de memorias, pero con la diferencia de que, en esta teoría, la memoria a largo plazo no se transfiere de forma total al neocórtex. Esta teoría propone que ciertos recuerdos episódicos se quedan almacenados únicamente en el hipocampo.

State of the Art

Hasta hace poco, no había forma de poder probar empíricamente ninguna de las teorías propuestas. Es en un estudio de abril del 2017, cuando investigadores consiguen etiquetar células y diferenciarlas unas con otras, según el tipo de memoria que codifican.

De esta forma se observó que se podía rastrear y definir los diferentes circuitos neuronales de la memoria. En el estudio, se llevó a cabo un experimento de memoria a través de condicionamiento instrumental en ratones. Cada vez que los ratones entraban en una habitación determinada del laboratorio, se ponía en marcha una luz y después de la luz, se les proporcionaba una ligera descarga eléctrica. Una vez los ratones estaban condicionados, es decir, habían asociado la aparición de la luz con una posterior descarga eléctrica y la habitación, los científicos pudieron utilizar la luz y la habitación como estímulos de recuperación memorística. Los investigadores marcaron las células de memoria en tres áreas cerebrales: el hipocampo, la corteza prefrontal y la amígdala basolateral (área de recuerdos emocionales).

Los científicos observan que un día después del acondicionamiento, hay elementos de memoria almacenadas en áreas del hipocampo y de la corteza prefrontal.

Lo curioso, es que en la corteza prefrontal las células memorísticas se comportaban como marcadores silenciosos. Es decir, que la activación de estas células podía provocar la paralización de las ratas cuando éstas estaban ante los estímulos condicionados (luz y habitación), pero no se activaban durante la memoria natural. Tal y como dice el profesor Kitamura: “Esto es contrario a la teoría estándar de la consolidación de la memoria, la que dice que se transfiere gradualmente los recuerdos al neocórtex, sino que la memoria ya está”. En la amígdala baso lateral, una vez que ha habido la formación del recuerdo emocional, se puede evocar (sin variación) en cualquier momento después de su generación.

Los investigadores observan que, transcurridas dos semanas después del acondicionamiento, las células silenciosas acaban provocado una modificación anatómica y fisiológica en el área prefrontal. Es en este momento, cuando los animales son capaces de recordar de forma natural el evento y las consecuencias del mismo. A diferencia de lo que ocurría en un primer momento, donde sólo podían recordar el evento si tenían presentes los estímulos condicionados que el provocaba.

Por lo tanto, cuando se llega a este punto de maduración en el área prefrontal, las células hipocampales ya no son necesarias para la recuperación del evento, pero si que lo son antes de la maduración celular. El área prefrontal en este momento, puede actuar y evocar los recuerdos sin tener ningún estímulo que los provoque.

Este estudio hace que se tenga que llevar a cabo una revisión de las teorías expuestas para explicar la formación y el almacenamiento de la memoria, ya que se ha observado que la corteza cerebral, sobre todo la parte prefrontal, juega un papel importantísimo desde los primeros momentos en la formación de la memoria a largo plazo.

 

 

Referencias bibliográficas 

http://neurosciencenews.com/memory-consolidation-hippocampus-6360/

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