febrero 09, 2017

Teoría de la Antimemoria



Las antimemorias son réplicas de memorias, 
equilibran conexiones opuestas de la misma intensidad


La memoria es la función de nuestro cerebro que permite almacenar y recuperar la información del pasado. También está ligada al aprendizaje. Los recuerdos (memoria) son impulsos eléctricos y, cada vez que aprendemos algo, se crean redes de conexiones neuronales llamadas neuronas excitatorias.

Cuando nuestro cerebro crea un recuerdo, establece y afianza nuevas conexiones cerebrales. La memoria está representada por esta nueva asociación entre las neuronas. Los niveles de actividad eléctrica en el cerebro están fina y delicadamente equilibrados. Cualquier excitación excesiva en el cerebro altera este equilibrio. Se cree que el desequilibrio eléctrico es la base de algunos de los problemas cognitivos asociados con enfermedades psiquiátricas y psicológicas tales como el autismo y la esquizofrenia. por lo que es lógico pensar que debe haber algún proceso compensatorio que evite sobre-estimulaciones dañinas.

Una nueva teoría, respaldada por la investigación animal y modelos matemáticos, sugiere que, al mismo tiempo que se crea una memoria, se genera también una “antimemoria”, es decir, se hacen conexiones entre las neuronas que proporcionan el patrón opuesto exacto de la actividad eléctrica a los que forman la memoria original. Los científicos creen que esto ayuda a mantener el equilibrio de la actividad eléctrica en el cerebro.


Investigación sobre la existencia de la antimemoria

Científicos de la Universidad de Oxford y el University College de Londres, en una investigación publicada en Neuron en abril 2016, decidieron comprobar si existe algún mecanismo cerebral que compense el exceso de actividad eléctrica generado por la creación de nuevos recuerdos.

Los científicos han propuesto una nueva teoría sobre la formación de recuerdos, la existencia de antimemorias o conexiones entre nuestras neuronas que generan un patrón exactamente opuesto a la actividad eléctrica original de la memoria y el aprendizaje.

La hipótesis se genera con la idea de que el funcionamiento cerebral normal resulta de la interacción entre dos tipos de células cerebrales: neuronas excitatorias e inhibidoras.

Las neuronas excitatorias provocan actividad en nuestros cerebros y las inhibidoras la reprimen. Los científicos sugieren que sin el correcto balance de la función excitatoria/inhibitoria (E / I), la neuronas muy excitadas podría originar un desequilibrio.

Cuando aprendemos algo se crean conexiones entre las neuronas excitatorias. Eso es bueno, porque nos permite crear nuevos recuerdos, pero también pone nuestro sistema de E / I fuera de equilibrio. Para restaurar ese equilibrio, conexiones inhibitorias, en forma de anti-recuerdos, entran en juego. Estos anti-recuerdos en realidad no destruyen nuestros recuerdos, pero los hacen callar.

Los resultados de estudios previos en ratas y ratones fueron positivos, pero su objetivo principal era la mente humana, algo que no era fácil, dada la necesidad de colocar electrodos en el interior del cerebro, un proceso sencillo en animales modelo; pero mal visto en humanos. Tras los resultados positivos en roedores, los científicos diseñaron un ingenioso experimento que permitía localizar la presencia de antimemoria en cerebros humanos.

Para ello, tomaron a un grupo de voluntarios, a los que se hizo aprender la asociación de una serie de cubos de colores; generando, por lo tanto, nuevos recuerdos en su cerebro.

Diagrama

Este diagrama muestra cuatro formas de colores que serán emparejadas entre sí por el participante de la prueba durante una tarea de memoria. Los dos pares de formas se aprenden, con la memoria representada por las conexiones naranja entre ellas. Después de haber aprendido esta vinculación, la excitación en el cerebro causado por el aprendizaje y la creación de la memoria es compensada por una antimemoria inhibitoria, representado por las nuevas líneas grises.

Los cuadros de color amarillo a continuación representan la tasa de disparo de las neuronas durante este proceso de aprendizaje. En primer lugar, antes de emparejamiento, que sólo responden a la plaza roja. Después de aprender el emparejamiento de los cuadrados rojos y verdes, las neuronas se disparan a cualquier estímulo. A medida que la antimemoria se genera, esta asociación se silencia y las neuronas se activan sólo en respuesta al estímulo de color rojo. Finalmente, después de alterar temporalmente la antimemoria, la asociación subyacente es evidente, una vez más, con la activación de las neuronas a cualquier estímulo.

Cuando los investigadores utilizaron la exploración del cerebro con resonancia magnética funcional para examinar el cerebro unas pocas horas después del aprendizaje, no encontraron ningún rastro de la memoria en las regiones implicadas en la memoria.

A lo largo de 24 horas, las asociaciones en el cerebro se convirtieron silencio. Eso podría haber sido porque el cerebro se vuelve a equilibrar o podría ser simplemente que quedaron en el olvido. Confirmaron que el silenciamiento fue una consecuencia del reequilibrio. Si los recuerdos estaban presentes, pero silenciados por réplicas inhibitorias, pensaron que debería ser posible volver a expresar los recuerdos suprimiendo actividad inhibidora.

Neurotransmisores activos
Posteriormente con el uso de una técnica segura llamada estimulación anódica transcraneal de corriente directa, aplicaron una corriente de baja de electricidad a los cerebros de los participantes, con la que fueron capaces de suprimir la concentración de ciertos neurotransmisores en el cerebro, incluyendo el GABA, un neurotransmisor que está vinculado a la inhibición. De esta manera, se reduce la actividad de las neuronas inhibitorias contra la memoria, lo que significaba que se re-expresaron los recuerdos de las asociaciones de forma y volvieron a los voluntarios, revelando así la memoria oculta.

Al tratar de comprender los efectos de este desequilibrio, los científicos llegaron a la conclusión de que debe haber un segundo proceso en el aprendizaje que actúa para reequilibrar la excitación causada por la nueva memoria y mantener todo el sistema bajo control. La teoría es que, al igual que tenemos materia y antimateria, debe haber una antimemoria para cada recuerdo. Este reflejo preciso de la excitación de la nueva memoria con su antimemoria inhibidora impide una tormenta fuera de control de la actividad cerebral, asegurando que el sistema se mantenga en equilibrio. Mientras que la memoria está todavía presente, la actividad que la causó ha desaparecido. En este sentido, las antimemorias trabajan para silenciar la memoria original sin borrarla.

Traducido al lenguaje coloquial significa que, aunque la formación de un nuevo recuerdo genera una poderosa excitación eléctrica de las neuronas, el nivel total de actividad eléctrica del cerebro se mantiene en un curioso equilibrio. Los científicos creen, por tanto, que la formación de antimemorias es un segundo proceso cerebral vinculado al aprendizaje, cuyo papel es reequilibrar la excitación neuronal y mantener todo el sistema bajo control.

Así que parece que en los seres humanos, así como en los animales, la antimemoria contra los recuerdos es crítica para evitar una potencialmente peligrosa acumulación de excitación eléctrica en el cerebro, lo que podría conducir a epilepsia y convulsiones. Se cree que las antimemorias también pueden desempeñar un papel importante en la detención de los recuerdos de la activación espontánea entre ellos, lo que llevaría a procesos de pensamiento confusos y gravemente desordenados.

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Uno de los descubrimientos más interesantes de la física del siglo pasado fue la existencia de la antimateria, material que existe a “imagen espejo” de las partículas subatómicas de materia, tales como electrones, protones y quarks, pero con la carga opuesta. Con la antimateria se profundizó nuestra comprensión de nuestro universo y las leyes de la física.

Al igual que la teoría matemática de la antimateria y su posterior descubrimiento en la naturaleza y su creación en un laboratorio era muy importante para la física del siglo XX, parece que la investigación de estas antimemorias enigmáticas será potencialmente revolucionaria para nuestra comprensión del cerebro y un foco importante para el próximo siglo.



Gracias a la antimemoria el cerebro no colapsa al absorber información que da cabida al aprendizaje, ya que ella representa mesura. El equilibrio de la actividad eléctrica del cerebro se debe a la interacción de las neuronas excitatorias  que provocan excitación de la actividad cerebral  e inhibitorias  suprimen tal actividad .

Sin duda un paso adelante en términos de nuestra comprensión y futuros tratamientos de las enfermedades neuropsiquiátricas como la esquizofrenia o el autismo.


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