Investigadores de Cedars-Sinai (Estados Unidos) han descubierto cómo las células cerebrales responsables de la memoria de trabajo (el tipo necesario para recordar un número de teléfono el tiempo suficiente para marcarlo) coordinan el enfoque intencional y el almacenamiento de información a corto plazo. El estudio que detalla su descubrimiento se publica en la revista ´Nature´.

"Hemos identificado por primera vez un grupo de neuronas, influenciadas por dos tipos de ondas cerebrales, que coordinan el control cognitivo y el almacenamiento de información sensorial en la memoria de trabajo", relata Jonathan Daume, investigador postdoctoral en el Laboratorio Rutishauser de Cedars-Sinai y primer autor del estudio. "Estas neuronas no contienen ni almacenan información, pero son cruciales para el almacenamiento de recuerdos a corto plazo".

La memoria de trabajo, que requiere que el cerebro almacene información durante sólo unos segundos, es frágil y requiere un enfoque continuo para mantenerse, explica Ueli Rutishauser, director del Centro de Ciencias y Medicina Neurales de Cedars-Sinai y autor principal del estudio.

"En trastornos como la enfermedad de Alzheimer o el trastorno por déficit de atención e hiperactividad, el problema a menudo no es el almacenamiento de la memoria, sino la capacidad de concentrarse y retener una memoria una vez formada", añade Rutishauser, "Creemos que comprender el aspecto de control de la memoria de trabajo será fundamental para desarrollar nuevos tratamientos para estas y otras afecciones neurológicas".

Para explorar cómo funciona la memoria de trabajo, los investigadores registraron la actividad cerebral de 36 pacientes hospitalizados a quienes se les implantaron electrodos quirúrgicamente en el cerebro como parte de un procedimiento para diagnosticar la epilepsia. El equipo registró la actividad de las células cerebrales individuales y las ondas cerebrales mientras los pacientes realizaban una tarea que requería el uso de la memoria de trabajo.

En una pantalla de computadora, a los pacientes se les mostró una sola fotografía o una serie de tres fotografías de varias personas, animales, objetos o paisajes. Luego, la pantalla quedó en blanco durante poco menos de tres segundos, lo que obligó a los pacientes a recordar las fotos que acababan de ver. Luego se les mostró otra foto y se les pidió que decidieran si era la que (o una de las tres) habían visto antes.

Cuando los pacientes que realizaban la tarea de memoria de trabajo pudieron responder con rapidez y precisión, los investigadores observaron la activación de dos grupos de neuronas: neuronas de "categoría" que se activan en respuesta a una de las categorías que se muestran en las fotografías, como animales, y neuronas de "fase" (acoplamiento de amplitud), o PAC, neuronas.

Las neuronas PAC, identificadas recientemente en este estudio, no contienen ningún contenido, pero utilizan un proceso llamado acoplamiento de fase-amplitud para garantizar que las neuronas de categoría enfoquen y almacenen el contenido que han adquirido. Las neuronas PAC se activan al mismo tiempo que las ondas theta del cerebro, que están asociadas con la concentración y el control, así como con las ondas gamma, que están relacionadas con el procesamiento de la información. Esto les permite coordinar su actividad con neuronas de categoría, que también disparan al mismo tiempo las ondas gamma del cerebro, mejorando la capacidad de los pacientes para recordar información almacenada en la memoria de trabajo.

"Imagínese que cuando el paciente ve una foto de un perro, sus neuronas de categoría comienzan a disparar ´perro, perro, perro´ mientras que las neuronas PAC disparan ´enfocar/recordar´", ejemplifica Rutishauser. "A través del acoplamiento fase-amplitud, los dos grupos de neuronas crean una armonía superponiendo sus mensajes, lo que resulta en ´recuerda al perro´. Es una situación en la que el todo es mayor que la suma de sus partes, como escuchar a los músicos de una orquesta tocar juntos. El conductor, al igual que las neuronas PAC, coordina a los distintos actores para que actúen en armonía".

Las neuronas PAC realizan este trabajo en el hipocampo, una parte del cerebro que se sabe desde hace mucho tiempo que es importante para la memoria a largo plazo. Este estudio ofrece la primera confirmación de que el hipocampo también desempeña un papel en el control de la memoria de trabajo, concluye Rutishauser.