Estudio explora la aparición de modelos predictivos en el hipocampo

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por Ingrid Fadelli, Medical Xpress

Estudios de neurociencia han encontrado que el cerebro organiza espontáneamente eventos y experiencias de vida en memorias, las cuales pueden ser recuperadas y reproducidas mentalmente en diferentes momentos. Estas memorias de eventos pasados se sabe que moldean en parte las percepciones y comportamiento humano, por ejemplo, destacando estrategias para resolver un problema dado que han demostrado ser efectivas en el pasado.

Se ha sugerido que una región clave del hipocampo, conocida como región CA1, respalda la capacidad humana de recuperar memorias relevantes para predecir resultados futuros, creando modelos predictivos que representan aproximadamente lo que podría suceder en diferentes escenarios. Mientras que muchos neurocientíficos han estado investigando esta hipótesis, las formas en que estos modelos se establecen y actualizan con el tiempo aún no se comprenden bien.

Investigadores del Hospital de Niños Enfermos de Toronto y de la Universidad de Toronto recientemente llevaron a cabo un estudio con el objetivo de comprender mejor la formación de estos modelos predictivos en la región CA1 del hipocampo. Sus hallazgos, publicados en Neuron, revelan la actividad de las neuronas CA1 en el cerebro de ratones mientras están aprendiendo a completar una tarea haciendo predicciones basadas en sus experiencias previas.

"Cuando pensamos en la memoria, a menudo podemos pensar en ella como una forma de recordar nuestras experiencias pasadas, una especie de 'dispositivo de rememoración'", dijo Paul Frankland, uno de los investigadores que realizó el estudio, a Medical Xpress. "Pero otra forma de ver la memoria es pensar en cómo se puede utilizar para predecir el futuro. Esta es la pregunta que exploramos en nuestro estudio, donde nos preguntamos: ¿cómo nos permiten nuestras experiencias pasadas anticipar mejor lo que depara el futuro?"

Como parte de su experimento, Frankland y sus colegas entrenaron a 80 ratones para completar rompecabezas que implicaban distinguir diferentes sonidos para obtener una recompensa de comida. Los rompecabezas resueltos seguían una regla general similar, lo que permitía a los ratones predecir mentalmente lo que podría suceder si se comportaban de maneras específicas.

Los investigadores encontraron que con el tiempo, los ratones no solo aprendieron a resolver problemas individuales, sino que también aprendieron la regla subyacente a todos los rompecabezas. En última instancia, pudieron aplicar esta regla en futuras pruebas, resolviendo efectivamente nuevos rompecabezas que no habían encontrado antes.

"Mientras estábamos entrenando a los ratones y observándolos, también imprimimos la actividad neural en el hipocampo, una parte del cerebro que es importante para resolver este tipo de rompecabezas", explicó Frankland. "Notablemente, tan pronto como los ratones 'lo entendieron', es decir, aprendieron la regla, notamos que sus patrones de actividad neural se establecieron en un estado confiable. Creemos que es este estado el que corresponde al modelo predictivo, un estado que permite a los ratones hacer predicciones de eventos novedosos y futuros basados en su experiencia pasada".

En general, los hallazgos recopilados por este equipo de investigadores confirman que la región CA1 del hipocampo respalda el desarrollo de modelos predictivos, combinando memorias de eventos pasados con nueva información sensorial. En el futuro, su trabajo podría allanar el camino para más estudios que se centren en esta región del cerebro, lo que podría arrojar más luz sobre las formas en que el cerebro utiliza las memorias para guiar el comportamiento futuro.

"Nuestro estudio desplaza el enfoque de la investigación sobre la memoria de pensar en cómo la memoria es útil para pensar en el pasado a cómo es importante para hacer predicciones sobre el presente o el futuro", agregó Frankland. "Nos interesa qué tipo de cosas afectan la eficiencia con la que se forman estos modelos predictivos en el hipocampo. Tal vez el estrés interrumpe la formación de estos modelos, o tal vez estos modelos se formen más fácilmente en los primeros años de desarrollo, en cerebros más jóvenes que tienen menos experiencia del mundo y necesitan formar rápidamente modelos sobre cómo funciona el mundo".

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