Investigadores del Hospital Clínic de Barcelona han programado un complejo sistema virtual que simula una red de neuronas y permite adivinar cómo la corteza prefrontal aumenta la capacidad de la llamada “memoria de trabajo”. Datos obtenidos por resonancia magnética han confirmado la hipótesis de que basta con activar la corteza prefrontal para aumentar la capacidad de la parietal para retener la información visual a corto plazo, un indicador de la capacidad de la memoria de trabajo.
La memoria de trabajo, o memoria a corto plazo, está relacionada con la capacidad para superar los test de inteligencia, y se almacena en la corteza parietal, en la parte anterior del lóbulo parietal, situado en las partes medias y laterales de la cabeza. Ahora se sabe que el córtex prefrontal actúa sobre la zona parietal y mejora dicha capacidad cerebral pero se desconoce, sin embargo, el papel de otras zonas de la corteza también activadas durante los ejercicios que implican una memoria visual.
Memoria de trabajo
Psicólogos y neurólogos dedican grandes esfuerzos en todo el mundo al estudio de la memoria de trabajo. A partir de la capacidad del cerebro para retener la información suministrada por los sentidos, los expertos distinguen una memoria de largo plazo (la que se ve afectada por enfermedades como el Alzheimer) de otra de corto plazo, llamada memoria de trabajo. Esta última es la que nos permite tomar decisiones inmediatas o estructurar un discurso.
Se conoce que esta memoria de trabajo, más efímera, se ve afectada por enfermedades mentales como la esquizofrenia o la depresión, aun cuando no se hayan establecido todavía relaciones de causa-efecto. Se sabe también que las personas con una mayor capacidad de memoria de trabajo son las que obtienen puntuaciones más altas en los test de inteligencia, por lo que los científicos sospechan que dicha memoria pueda ejercer un papel singular en la capacidad cognitiva del individuo.
Experimento internacional
Las personas con una mayor capacidad de memoria de trabajo son las que obtienen puntuaciones más altas en los test de inteligencia
Sirviéndose de modelos computacionales de neurobiología, sistemas y pruebas de resonancia magnética funcional, técnicos del Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (IDIBAPS) han demostrado que hay dos partes de la corteza cerebral con funciones bien diferenciadas implicadas en este tipo de memoria. Los resultados de esta investigación aparecen publicados en la última edición de la revista «Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)».
«Gracias a complejos algoritmos informáticos se puede simular una red virtual en la que interactúan gran número de neuronas; estos modelos pueden simular el funcionamiento de estructuras de nuestro cerebro y, según el modelo empleado en nuestro estudio, cuando es necesario aumentar la memoria de trabajo, el córtex prefrontal refuerza la activación del parietal, donde se almacena momentáneamente la información», explica el doctor Albert Compte.
El especialista añade que un estímulo breve que llega al córtex parietal genera una activación reverberante que mantiene una pequeña red de neuronas activa, mientras interacciones inhibitorias con neuronas más alejadas (inhibición lateral) impiden la activación de toda la red. Esta inhibición lateral es también responsable de la limitación en cuanto a capacidad mnemotécnica de la red parietal. «El refuerzo que ejerce la corteza prefrontal sobre la activación de la parietal impide la inhibición, mejorando puntualmente la memoria de trabajo».
Memoria visual
Los investigadores del estudio sometieron 25 voluntarios sanos a unos sencillos test de memoria visual y observaron la actividad de su cerebro a partir de un aparato de resonancia magnética funcional. Las diferencias en su capacidad para superar los ejercicios estaban relacionadas con la intensidad de la activación de la corteza prefrontal y la interconexión de ésta con la corteza parietal. Los investigadores confirmaron así la hipótesis formulada a partir del modelo informático. «Cuanto más se activa la corteza prefrontal más capacidad tiene la parietal para retener la información visual a corto plazo, un indicador de la capacidad de la memoria de trabajo», explican.
El experimento llevado a cabo sirve para explicar los resultados dispersos de muchos grupos de investigación que en los últimos años se habían centrado en el estudio de la memoria de trabajo a partir de modelos psicológicos y de neuroimagen. «Se trata -afirma Compte- de una visión innovadora de los mecanismos neurobiológicos del control cognitivo que abre nuevas líneas de investigación». Según el investigador del Clínic, harán falta trabajos con una orientación más clínica para determinar si el estímulo de la corteza prefrontal o su entrenamiento mediante ejercicios de memoria y juegos puede tener cierto efecto sobre enfermedades en las que la memoria de trabajo se vea alterada.
Imagen: Wikimedia
Utilizando tomografía por emisión de positrones (PET), varios grupos de investigadores han identificado en algunos pacientes una disminución de la actividad en la corteza prefrontal de individuos deprimidos, sobre todo en el hemisferio izquierdo. Asimismo, se ha demostrado que una activación de dicha zona, por medio de un tratamiento farmacológico o a través de procedimientos de estimulación magnética transcraneal, se asocia a una menor intensidad de las manifestaciones depresivas. La corteza prefrontal es la región del cerebro más implicada en la motivación y búsqueda de satisfacciones.
El hecho de que su metabolismo se vea disminuido en individuos deprimidos explica la incapacidad de tantos pacientes para experimentar situaciones placenteras. Se especula con que los circuitos de serotonina y noradrenalina tengan por misión mantener activada la corteza prefrontal, pero son necesarios aún estudios experimentales y clínicos que confirmen dicha hipótesis. Las neuronas prefrontales mantienen inhibida la actividad de la amígdala cerebral, una estructura localizada en la profundidad del lóbulo temporal y que está vinculada con los estados emocionales negativos, como la ansiedad y las respuestas exageradas frente al estrés.
Dicho bloqueo desaparece en personas deprimidas, favoreciendo la aparición de síntomas autonómicos y psíquicos indeseables. La corteza prefrontal desempeña un papel esencial en las respuestas futuras de guía o de inhibición que requieran la integración temporal de acontecimientos y que proporcionen continuidad al proceso cerebral que conlleva el pensamiento. No se ha propuesto aún ningún mecanismo celular para explicar cómo la representación mental de una respuesta o de una idea se conecta muchas veces a la siguiente.
Usando grabaciones simultáneas en monos, sin embargo, se han revelado interacciones inhibitorias entre las neuronas activas en distintos momentos concernientes a la presentación de la señal o estímulo retrasando el intervalo y el período de la respuesta de una tarea de trabajo memorístico. Estos experimentos, al menos, sugieren un papel terapéutico importante de los elementos habilitados en el córtex cerebral, en cuanto a la sincronización de actividades neuronales durante el desarrollo de operaciones cognoscitivas y de éste.
