Entendiendo la memoria a corto plazo en los animales
Este artículo explora cómo funciona la memoria a corto plazo y sus limitaciones en los animales.
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La Memoria a corto plazo (MCP) es la capacidad de nuestro cerebro para retener información por períodos cortos, lo cual es vital para tareas como planear, pensar, entender el idioma y tomar decisiones. Sin embargo, esta habilidad tiene sus límites. Primero, la MCP solo puede almacenar una pequeña cantidad de información a la vez, y segundo, la información puede desvanecerse rápidamente. Factores como las distracciones o el paso del tiempo pueden complicar aún más nuestra capacidad para recordar cosas poco después de aprenderlas.
Al explorar las razones detrás de estas limitaciones, es importante mencionar que los problemas con la MCP están relacionados con varios trastornos cerebrales, lo que hace que nuestra comprensión sea aún más esencial.
Investigación sobre la memoria en animales
Los científicos han realizado muchos estudios sobre cómo funciona la memoria en animales, particularmente en monos y roedores. Estos estudios han demostrado que ciertas neuronas en el cerebro mantienen actividad para llevar un seguimiento de la información durante breves retrasos entre aprender y recordar esa información. Esta actividad se puede ver como una especie de "patrón de espera" para la memoria. Sin embargo, algunas investigaciones indican que durante ciertas tareas, esta actividad de la memoria puede comportarse de maneras inesperadas que no encajan perfectamente en los modelos tradicionales de memoria.
Por ejemplo, al probar a los animales sobre su memoria para tareas específicas, los científicos han observado que la actividad de las neuronas puede fluctuar y llevar a errores en el recuerdo de la memoria. Estos errores pueden ocurrir por varias razones, como la duración de la tarea o interrupciones en la atención.
Examinando errores en la memoria
Los errores en la memoria o en el recuerdo han sido un gran foco para los investigadores. Han notado que durante tareas que requieren memoria, la actividad persistente de las neuronas tiende a disminuir o desaparecer cuando ocurren errores. Al mismo tiempo, algunos hallazgos muestran que los errores aún pueden suceder a pesar de que el cerebro muestre signos de actividad memoria. Entender por qué ocurren estos errores y cómo se relacionan con la memoria es complicado, ya que hay muchas razones diferentes para olvidar, como problemas en cómo se almacena, se mantiene o se accede a la memoria.
Además, las pérdidas de atención y otros errores no relacionados pueden confundir la imagen de qué sale mal durante las tareas de memoria. Los investigadores están interesados en averiguar las razones exactas detrás de estos errores, ya que tienen implicaciones esenciales sobre cómo funciona el cerebro en estados tanto saludables como desordenados.
Investigando errores de memoria en ratones
Para entender mejor los errores de la MCP, los investigadores han realizado experimentos con ratones. En estos estudios, los ratones tenían que recordar de qué lado venía un sonido después de un breve retraso. Los investigadores encontraron que a medida que aumentaba el retraso, la precisión de las respuestas de los ratones disminuía, indicando pérdida de memoria con el tiempo. Curiosamente, también notaron que incluso cuando los ratones cometían errores, tendían a repetir sus elecciones anteriores, sin importar si esas elecciones eran correctas.
Al desglosar los tipos de errores que cometieron los ratones, los investigadores buscaron aislar y estudiar más de cerca los errores de memoria. Desarrollaron modelos para ayudar a explicar las diferencias entre cuando los ratones usaban la MCP correctamente y cuando parecían desconectarse de la tarea, llevando a repeticiones de acciones anteriores.
Patrones de comportamiento en tareas de memoria
Al analizar el comportamiento de los ratones, los científicos encontraron que los animales a menudo cambian entre dos estados distintos durante las tareas de memoria: uno donde están utilizando activamente la memoria y otro donde tienden a repetir acciones anteriores sin usar la memoria. Este comportamiento de cambio se puede observar a través de la forma en que los ratones responden a lo largo de una tarea.
Durante el estado de memoria activa, parece que el cerebro está comprometido y puede mantener la memoria por un corto período, mientras que en el estado desconectado, la actividad de memoria se reduce significativamente. Los investigadores plantearon la hipótesis de que el nivel de compromiso del cerebro juega un papel crítico en cómo se mantiene la memoria.
Entendiendo la Actividad Neuronal
Los investigadores también observaron de cerca la actividad de las neuronas en la corteza motora lateral anterior del cerebro (ALM) durante estas tareas. Descubrieron que los patrones de actividad diferían significativamente entre el estado comprometido y el estado desconectado. Durante las pruebas comprometidas, la actividad neuronal mostraba una clara correlación con la memoria de la respuesta próxima, pero durante las pruebas desconectadas, esa actividad era mucho menos organizada y a menudo no lograba representar la información necesaria de manera precisa.
Estos hallazgos sugieren que hay mecanismos distintos en juego cuando un animal está correctamente comprometido en una tarea en comparación con cuando no lo está. Las diferencias en la actividad neural y cómo se corresponden con el rendimiento de memoria destacan la importancia del compromiso en el proceso de memoria.
Sincronía en la actividad cerebral
Otro aspecto que los investigadores investigaron fue la sincronía de la actividad neuronal durante diferentes fases de la tarea. Encontraron que el grado en que las neuronas disparaban juntas tendía a variar según el estado mental general de los animales. Cuando los animales estaban en el estado de mantenimiento de memoria, la actividad neuronal era generalmente más baja y menos sincronizada. En contraste, durante las pérdidas, donde los animales se desconectaban de la tarea, la actividad se volvía más sincronizada, lo que sugiere que diferentes estados cognitivos pueden alterar cómo las neuronas en el cerebro interactúan entre sí.
La mayor sincronía observada durante las pérdidas sugiere un proceso subyacente diferente en el cerebro cuando los animales no están usando la memoria activamente. Los datos implican que las pérdidas podrían indicar un cambio en el control cognitivo, revelando más sobre cómo el cerebro gestiona sus recursos durante las tareas.
Conclusión: Uniendo memoria y control cognitivo
En conclusión, la habilidad para mantener recuerdos a corto plazo depende en gran medida del control cognitivo y del compromiso del cerebro en una tarea. Los patrones de comportamiento observados en los ratones durante las tareas de memoria brindan valiosos conocimientos sobre cómo la memoria puede fallar y cómo las pérdidas pueden resultar de una retirada de los procesos cognitivos que requieren esfuerzo.
Dichos estudios no solo profundizan nuestra comprensión de cómo funciona la memoria, sino que también arrojan luz sobre los posibles mecanismos detrás de los trastornos de memoria en humanos. Al explorar el equilibrio entre los estados comprometidos y desconectados, los investigadores buscan desarrollar mejores estrategias para entender y abordar los problemas de memoria.
Título: Episodic recruitment of attractor dynamics in frontal cortex reveals distinct mechanisms for forgetting and lack of cognitive control in short-term memory
Resumen: Short-term memory (STM) is prone to failure, especially during prolonged memory maintenance or under limited cognitive control. Despite predictive mechanistic frameworks based on persistent neural activity and attractor states, a direct assessment of network dynamics during multifactorial STM failure is still missing. We addressed this in a delayed-response task where mice maintained a prospective response during a long variable delay. Mice behavior episodically switched between a task-engaged state described by an attractor model, and a task-disengaged state purely determined by previous choices. During task engagement, the anterolateral motor cortex (ALM) showed delay persistent activity stably encoding correct choices, whereas the encoding reversed during the delay in error trials. In contrast, in task-disengaged phases ALM showed no clear traces of attractor dynamics and instead exhibited enhanced synchrony at [~] 4-5Hz. Thus, ALM switches between distinct error-generating dynamics: in control-capable trials, transitions between memory attractors cause forgetting errors, whereas non-memory errors are caused by the dissociation of ALM during the mnemonic period reflecting the lack of cognitive control.
Autores: Tiffany Ona-Jodar, G. Prat-Ortega, C. Li, J. Dalmau, A. Compte, J. de la Rocha
Última actualización: 2024-02-21 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.18.579447
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.18.579447.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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