Investigadors de la UB desxifren el mecanisme neuronal que permet d’alternar la formació i la recuperació de records

Un estudi de la Facultat de Psicologia i de l’Institut de Neurociències de la UB (UBneuro) ha permès de desxifrar el mecanisme neuronal que permet d’alterar la formació i la recuperació de records en humans. La investigació ha revelat que generar records nous i recordar-los són dues cares de la mateixa moneda, tot i que sovint poden semblar mecanismes separats. Així, aquests dos processos estan interconnectats i formen part de les mateixes estructures neuronals, situades a l’hipocamp del cervell. L’equip ha registrat l’activitat cerebral de deu pacients amb epilèpsia, amb la col·laboració de l’Hospital Clínic i l’Hospital Pitié-Salpêtrière de París. La recerca obre la porta a desenvolupar nous tractaments per a persones amb problemes de memòria.

Les investigacions dutes a terme sobre l’activitat cerebral dels éssers humans indiquen que existeixen unes ones que els experts denominen oscil·lacions i que apareixen quan grans quantitats de neurones es disparen de manera sincronitzada. Dins de l’hipocamp, que és una de les estructures més importants del cervell per formar i emmagatzemar records, dominen dos tipus d’oscil·lacions: les gamma i les theta, més lentes i amb capacitat de sincronitzar i regular l’activitat de les gamma.

Segons els responsables de l’estudi de la UB, treballs previs duts a terme amb animals havien evidenciat que la manera com l’activitat de les ones gamma s’acoblava al ritme de les theta tenia un impacte en la codificació de records. Amb tot, no quedava clar si el mateix mecanisme neuronal era important en els humans.

Així, per primer cop, el grup de Dinàmica de la Formació de Memòries, liderat per Ludovico Saint Amour di Chanaz i coordinat per Lluís Fuentemilla, va decidir treballar per desxifrar la dinàmica de la memòria en éssers humans, analitzant les interaccions de les ondes neuronals cerebrals que participen en el procés de formació i recuperació de records.

En el marc del treball, l’equip va poder registrar l’activitat de l’hipocamp de deu pacients amb epilèpsia, amb la col·laboració de l’Hospital Clínic de Barcelona i l’Hospital Pitié-Salpêtrière de París. Durant el protocol experimental, els pacients van observar una sèrie d’imatges que representaven episodis de la vida real. Després d’un període de vint-i-quatre hores, se’ls mostrava de nou la primera imatge de cada sèrie i se’ls demanava que recordessin la seqüència d’imatges posterior.

Segons els resultats, quan els pacients formaven nous records, hi havia un patró específic d’activitat oscil·latòria en la banda gamma relacionada amb el ritme theta. Durant el procés de codificació de records nous, l’activitat neuronal gamma s’acoblava a una determinada fase de les ondes theta, mentre que durant la recuperació de records, l’activitat gamma s’acoblava a la fase oposada.

Processos interconnectats

Un altre resultat rellevant de l’estudi és que el patró exposat mostrava capacitat predictiva de l’estat de la memòria i també de la precisió de les respostes dels pacients durant la recuperació dels records. Així, com més fort era el patró, millors eren els records dels pacients.

“Les persones som capaces de codificar dinàmicament nous records i enllaçar-los amb els existents aparentment de manera immediata. Per això tenim la impressió que la codificació i la recuperació de records són funcions separades que poden funcionar simultàniament”, ha detallat Lluís Fuentemilla, membre del departament de Cognició, Desenvolupament i Psicologia de l’Educació.

Així mateix, ha indicat que la modulació pel ritme theta “garanteix que el cervell canviï d’estat de quatre a vuit vegades per segon, i fa l’efecte d’una interacció dinàmica entre el procés de codificació de la informació, la integració i la recuperació del record”. Les conclusions d’aquest treball s’han publicat a la revista Current Biology.