Un estudi de la UB i l’IDIBELL identifica en humans un mecanisme neurofisiològic clau en la formació de records
Un equip de la Facultat de Psicologia de la Universitat de Barcelona, de l’Institut de Neurociències de la UB (UBneuro) i de l’Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL) ha identificat per primera vegada en humans, i en un entorn realista, un mecanisme neurofisiològic clau en la formació de records: les ones cerebrals de tipus ripple, unes oscil·lacions elèctriques d’alta freqüència que actuen com a marcadors que delimiten i organitzen els diferents episodis o fragments d’informació que el cervell ha de recordar en el futur. Aquest descobriment, publicat a la revista Nature Communications, aprofundeix en la comprensió de com s’organitza la memòria en el cervell humà i obre noves vies per abordar trastorns relacionats amb el seu deteriorament.
Un equip de la Facultat de Psicologia de la Universitat de Barcelona, de l’Institut de Neurociències de la UB (UBneuro) i de l’Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL) ha identificat per primera vegada en humans, i en un entorn realista, un mecanisme neurofisiològic clau en la formació de records: les ones cerebrals de tipus ripple, unes oscil·lacions elèctriques d’alta freqüència que actuen com a marcadors que delimiten i organitzen els diferents episodis o fragments d’informació que el cervell ha de recordar en el futur. Aquest descobriment, publicat a la revista Nature Communications, aprofundeix en la comprensió de com s’organitza la memòria en el cervell humà i obre noves vies per abordar trastorns relacionats amb el seu deteriorament.
El record d’episodis concrets és la base de la memòria. Malgrat que l’experiència és constant, hi ha molta evidència que el cervell la segmenta quan hi ha canvis en el flux de la informació per convertir-la en records. «Aquests segments marquen que, a partir d’un moment determinat, el cervell tanca un episodi en la memòria i inicia el registre d’un altre. Per exemple, quan estàs fent alguna cosa i reps una trucada de telèfon o sona el timbre, el cervell identifica que hi ha hagut un canvi en el curs de l’experiència i utilitza aquests esdeveniments com si fossin un signe de puntuació, un punt i a part en una frase, per procedir a emmagatzemar el que estaves fent en forma d’episodi», explica Lluís Fuentemilla.
Estudis previs en ratolins havien assenyalat que les ones ripple tenen un paper fonamental en la formació de records. «Es considera que aquestes ones coordinen la transferència d’informació entre l’hipocamp i les regions neocorticals —al còrtex temporal i frontal—, i així faciliten la integració de records nous. Aquest senyal neuronal és clau per generar potenciació sinàptica, la qual cosa permet al cervell fixar i consolidar un record», exposen els investigadors.
Un experiment pioner
Tot i que aquests senyals s’han estudiat àmpliament en animals, especialment en ratolins, la seva anàlisi en humans ha estat molt limitada. Això es deu a la dificultat de registrar-les, ja que s’originen en zones cerebrals que requereixen l’ús d’elèctrodes intracranials. En aquest estudi, però, els investigadors han aconseguit analitzar aquestes ones en un context naturalista, és a dir, en condicions properes a la vida quotidiana. Per fer-ho, van registrar l’activitat electrofisiològica intracranial de deu pacients amb epilèpsia —intervinguts per motius clínics— mentre veien el primer capítol de la sèrie Sherlock, de la BBC, d’una durada de cinquanta minuts. «Aquest tipus de format narratiu, com passa a la vida real, presenta canvis d’escena que el cervell identifica com a límits d’esdeveniments. Posteriorment, es va demanar als participants que relatessin el que recordaven de l’argument», detallen els autors.
Els resultats van mostrar un patró dinàmic d’activació de les ones ripple durant la codificació dels records. «Observem que aquestes ones es produïen tant a l’hipocamp com a les àrees neocorticals. Tanmateix, seguien un ritme temporal diferenciat: a l’hipocamp, l’activitat de les ones ripple augmentava en el límit dels esdeveniments, cosa que reflecteix el seu paper en la segmentació; en canvi, a les regions corticals, la seva presència era més elevada durant el desenvolupament intern dels esdeveniments», explica Marta Silva.
Segons els investigadors, aquest patró suggereix una coordinació entre les dues estructures cerebrals, com si es tractés d’una orquestra: les regions neocorticals processen activament la informació i l’hipocamp entra en acció quan es produeix un canvi d’escena per «empaquetar i consolidar» el record.
Aquest descobriment reforça la importància de la segmentació i l’estructuració en la formació dels records. «El que veiem, tant en aquest estudi com en treballs afins, és que no n’hi ha prou amb parar atenció i registrar la informació, sinó que és igual o més rellevant organitzar-la en el context del constant flux d’informació. És a dir que no només es tracta d’activar la maquinària cerebral mentre està registrant informació, sinó que aquesta també ha d’actuar com un director d’orquestra, que marca quan el record comença i acaba. Aquests senyals ajuden no només que hi hagi un registre mentre està passant, sinó que la informació s’organitzi de forma coherent», destaquen.
Els resultats també podrien tenir implicacions importants en la comprensió dels trastorns de memòria i en el desenvolupament de futures intervencions terapèutiques. «Fins ara, davant d’un problema amnèsic, se solia pensar en dèficits d’atenció o dificultats per adquirir informació. Els nostres resultats apunten que també hi podria haver una fallada en aquests senyals de segmentació, en com s’estructura la informació al cervell», argumenten.
En aquest sentit, la recerca obre la porta a explorar teràpies que considerin la manera com s’organitza la informació dins el cervell. «En persones grans, per exemple, que comencen a mostrar deteriorament de memòria, podria ser beneficiós presentar la informació de forma més estructurada, amb pauses clares entre esdeveniments rellevants. No només per una qüestió de ritme cognitiu, sinó perquè això podria facilitar-ne la correcta codificació i l’emmagatzematge», conclouen.