¿Cómo se seleccionan los recuerdos para su preservación?

resumen: Los investigadores revelaron cómo el cerebro elige qué experiencias cotidianas quiere convertir en recuerdos a largo plazo durante el sueño, y señalaron los «picos» en el hipocampo como el mecanismo crucial. Este fenómeno sugiere que es más probable que los acontecimientos seguidos de picos bruscos se consoliden en recuerdos duraderos. La investigación revela que estas ondas ocurren durante los períodos de cese de la inactividad que siguen a las experiencias sensoriales y actúan como un sistema de señalización natural para reiniciar y fortalecer ciertos patrones neuronales durante el sueño, facilitando así la formación de la memoria.

Hechos clave:

1. Ondas agudas como marcadores de la memoria: Es más probable que las experiencias seguidas de picos agudos en el hipocampo se conviertan en recuerdos a largo plazo.
2. Pausa inactiva y reinicio de la memoria: Estas ondas ocurren durante las pausas después de las experiencias de vigilia, y los patrones marcados se reactivan durante el sueño.
3. Posibilidad de potenciar la memoria: Comprender las longitudes de onda nítidas puede conducir a futuros tratamientos o dispositivos que puedan mejorar la memoria o aliviar los recuerdos traumáticos.

fuente: Universidad de Nueva York Langone

En las últimas décadas, los neurocientíficos han demostrado la idea de que algunas experiencias cotidianas son transformadas por el cerebro en recuerdos permanentes durante el sueño de esa misma noche.

Ahora, un nuevo estudio sugiere un mecanismo que determina qué recuerdos se consideran lo suficientemente importantes como para permanecer en el cerebro durante el sueño y volverlos permanentes.

El estudio, realizado por investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, gira en torno a células cerebrales llamadas neuronas que se «disparan» (o provocan fluctuaciones en el equilibrio de sus cargas positivas y negativas) para transmitir señales eléctricas que codifican recuerdos.

Grandes grupos de neuronas en un área del cerebro llamada hipocampo se activan juntas en ciclos rítmicos, creando secuencias de señales con una diferencia de milisegundos entre sí que pueden codificar información compleja.

Llamados «picos agudos», estos «gritos» dirigidos al resto del cerebro representan la activación casi sincrónica del 15 por ciento de las neuronas del hipocampo, llamadas así por la forma que adoptan cuando su actividad es captada por electrodos y registrada en un dispositivo de grabación. . Grafico.

Si bien estudios anteriores han relacionado las ondas con la formación de recuerdos durante el sueño, el nuevo estudio se publicó en línea en la revista Ciencias El 28 de marzo, se descubrió que los eventos diurnos seguidos inmediatamente por de 5 a 20 picos agudos se repiten con mayor frecuencia durante el sueño y luego se consolidan en recuerdos duraderos. Los acontecimientos que fueron seguidos por muy pocos o ningún pico agudo no lograron formar recuerdos duraderos.

«Nuestro estudio encuentra que los picos son el mecanismo fisiológico que utiliza el cerebro para decidir qué conservar y qué descartar», dijo el autor principal del estudio Gyorgy Buzaki, MD, Ph.D., Ph.D., profesor de neurociencia en el Departamento. de Neurociencia de la Universidad Biggs. Neurociencia y Fisiología en NYU Langone Health.

Camina y para

El nuevo estudio se basa en un patrón bien conocido: los mamíferos, incluidos los humanos, experimentan el mundo durante unos momentos, luego hacen una pausa, luego experimentan un poco más y luego hacen una pausa nuevamente. Después de que prestamos atención a algo, dicen los autores del estudio, el cálculo del cerebro a menudo cambia a un modo de reevaluación «latente». Estas pausas momentáneas ocurren a lo largo del día, pero durante el sueño ocurren períodos más prolongados de desaceleración.

Buzsaki y sus colegas demostraron previamente que los picos agudos no ocurren mientras exploramos activamente información sensorial o nos movemos, sino solo durante las pausas antes o después.

El presente estudio encontró que los picos representan un mecanismo de etiquetado natural durante estas pausas después de las pruebas de vigilia, con patrones neuronales etiquetados que se reactivan durante el sueño posterior a la tarea.

Lo más importante es que se sabe que los picos afilados consisten en «células de lugar» en el hipocampo que se activan en un orden específico que codifica cada habitación en la que entramos y cada brazo del laberinto en el que entra el ratón.

En cuanto a los recuerdos recordados, esas mismas células se activan a gran velocidad mientras dormimos, «reproduciendo el evento grabado miles de veces por noche». Este proceso fortalece los vínculos entre las células involucradas.

Para el estudio actual, los sucesivos laberintos realizados por las ratas del estudio fueron rastreados mediante electrodos por poblaciones de células del hipocampo que cambian constantemente con el tiempo a pesar de registrar ensayos muy similares. Esto reveló por primera vez un laberinto en el que las ondas se producen durante el cese de la vigilia y luego se restablecen durante el sueño.

Los picos agudos generalmente se registraban cuando el ratón hacía una pausa para disfrutar de un bocadillo azucarado después de cada recorrido por el laberinto. Los autores dicen que el consumo de recompensas prepara al cerebro para cambiar del modo exploratorio al sedentario, de modo que puedan ocurrir picos bruscos.

Utilizando sondas de silicona de doble cara, el equipo de investigación pudo registrar hasta 500 neuronas simultáneamente en el hipocampo de los animales mientras corrían por el laberinto. Esto, a su vez, crea un desafío porque los datos se vuelven muy complejos a medida que se registran más neuronas de forma independiente.

Para obtener una comprensión intuitiva de los datos, visualizar la actividad neuronal y generar hipótesis, el equipo logró reducir el número de dimensiones de los datos, en cierto modo como convertir una imagen 3D en una imagen plana, y sin perder la integridad de la imagen. datos.

«Sacamos el mundo exterior de la ecuación y observamos los mecanismos mediante los cuales el cerebro de los mamíferos marca de manera innata y subconsciente algunos recuerdos como permanentes», dijo el primer autor Wan'an (Winnie) Yang, Ph.D., estudiante de posgrado. en la Universidad de Buzaki. laboratorio.

«Por qué se desarrolló tal sistema sigue siendo un misterio, pero investigaciones futuras pueden revelar dispositivos o tratamientos que puedan desconectar los picos agudos para mejorar la memoria, o incluso reducir el recuerdo de eventos traumáticos».

Junto con los Dres. Buzsacki y Yang, autores del estudio del Instituto de Neurociencia de NYU Langone Health, son Roman Huzar y Thomas Haenmueller. Kirill Kiselev, del Centro de Neurociencia de la Universidad de Nueva York, también fue autor, al igual que Chen Sun del MILA, el Instituto de Inteligencia Artificial de Quebec, en Montreal.

Financiación: El trabajo fue apoyado por las subvenciones R01MH122391 y U19NS107616 de los Institutos Nacionales de Salud.

Acerca de esta noticia de investigación de la memoria.

autor: Gregorio Williams
fuente: Universidad de Nueva York Langone
comunicación: Gregory Williams – Langone de la Universidad de Nueva York
imagen: Imagen acreditada a Neuroscience News.

Búsqueda original: Acceso cerrado.
«Selección de experiencias para la memoria mediante ondas agudas en el hipocampo.“Por György Buzsáki et al. Ciencias

un resumen

Selección de experiencias para la memoria mediante ondas agudas en el hipocampo.

Los experimentos deben marcarse durante el aprendizaje para una mayor consolidación. Sin embargo, se desconocen los mecanismos neurofisiológicos que seleccionan experiencias para la memoria permanente.

Al combinar registros neuronales a gran escala en ratones con técnicas de reducción de dimensionalidad, observamos que los sucesivos cruces de laberintos eran rastreados por conjuntos de neuronas en continua deriva, proporcionando firmas neuronales tanto de los lugares visitados como de los eventos encontrados.

Cuando el estado del cerebro cambió durante el consumo de recompensas, se produjeron picos de ondas agudas (SPW-R) en algunas pruebas, y su contenido de pico específico decodificó los bloques de prueba que los rodeaban.

Durante el sueño posterior a la prueba, los SPW-R continuaron reproduciendo los bloques experimentales que se habían reactivado repetidamente mientras el SPW-R estaba despierto. Por lo tanto, reproducir el contenido de SPW-R despiertos puede proporcionar un mecanismo de etiquetado neurofisiológico para seleccionar aspectos de la experiencia que se mantienen y consolidan para uso futuro.