Memoria en sincronía: cómo la actividad cerebral rítmica apoya el recuerdo a corto plazo

Resumen: La actividad cerebral rítmica juega un papel clave en el almacenamiento temporal de información importante en la memoria. Al coordinar ráfagas de actividad a lo largo del tiempo, las poblaciones superpuestas de neuronas pueden almacenar diferentes piezas de información simultáneamente, lo que podría ayudar a las personas a mantenerse concentradas mientras realizan múltiples tareas.

Fuente: Universidad de Rochester

Una nueva investigación muestra que la actividad cerebral rítmica es clave para retener temporalmente información importante en la memoria.

Investigadores del Instituto de Neurociencia Del Monte de la Universidad de Rochester publicaron estos hallazgos hoy en biología actual quien descubrió que los ritmos cerebrales, o patrones de actividad neuronal, organizan las ráfagas de actividad en el cerebro que mantienen conexiones a corto plazo.

“La idea ha sido que el almacenamiento temporal de información importante está vinculado a las neuronas en el cerebro que se activan, reteniendo esa información hasta que ya no se necesita.

“Investigaciones recientes han demostrado que puede que no sea una actividad cerebral tan persistente lo que más importe para el almacenamiento temporal de información, sino más bien un fortalecimiento a corto plazo de las conexiones entre las neuronas que representan la información.

«Nuestra investigación muestra que los ritmos cerebrales están organizando estos estallidos transitorios con el tiempo», dijo Ian Fiebelkorn, PhD, profesor asistente de neurociencia y autor principal del estudio.

«La coordinación rítmica de la actividad cerebral a lo largo del tiempo es importante porque permite que poblaciones superpuestas de neuronas almacenen información diferente simultáneamente».

La investigación previa de Fiebelkorn sobre cómo el cerebro procesa la información externa, como cuando se navega por Times Square en la ciudad de Nueva York, hizo un descubrimiento similar. Él y otros investigadores descubrieron que los ritmos cerebrales ayudan a coordinar varias funciones asociadas con el muestreo de información importante actualmente o el cambio a otra fuente de información. En este contexto, los ritmos cerebrales ayudan a equilibrar la atención en la tarea actual con la preparación para lo inesperado.

En esta nueva investigación, los investigadores se centraron en el muestreo de información representada (o recordada) internamente. Utilizando el EEG, los participantes observaron imágenes con líneas verticales u horizontales y se les pidió que recordaran tanto la dirección de la línea como la ubicación de la imagen.

Los investigadores encontraron que la fuerza de las representaciones internas de estas diferentes imágenes se alternaba con el tiempo, en una escala de tiempo inferior a un segundo, con fluctuaciones rítmicas en la actividad cerebral. Tal coordinación de la actividad cerebral a lo largo del tiempo permite que el papel de algunas neuronas se superponga sin conflicto.

«Estos procesos cerebrales rítmicos también podrían explicar cómo podemos mantenernos enfocados durante la multitarea, como cuando intentamos recordar una dirección mientras conducimos un automóvil», dijo Fiebelkorn.

«En lugar de centrarnos en estas tareas simultáneamente, podríamos alternar entre ellas en una escala de tiempo de menos de un segundo».

Cómo el cerebro realiza múltiples tareas es el siguiente paso para el laboratorio de Fiebelkorn. “¿Qué sucede cuando el cerebro tiene que hacer un muestreo externo e interno al mismo tiempo? ¿Veremos el mismo tipo de coordinación temporal rítmica? Eso es lo que estamos trabajando para averiguar a continuación. Cuanto más aprendamos sobre cómo funcionan estos procesos, más nos ayudará a comprender cómo funcionan mal estas cosas en los trastornos neurológicos.

Otros autores incluyen a Miral Abdalaziz y Zach Redding, PhD, del Instituto Del Monte para la Neurociencia de la Universidad de Rochester.

Financiación: Esta investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias y el Programa de Becarios Searle.

Sobre esta noticia sobre la investigación de la memoria

Autor: Kelsie Smith Hayduk
Fuente: Universidad de Rochester
Contacto: Kelsie Smith Hayduk – Universidad de Rochester
Imagen: La imagen es de dominio público

Investigacion original: Acceso libre.
“La coordinación temporal rítmica de la actividad neuronal previene el conflicto representacional durante la memoria de trabajopor Ian Fiebelkorn et al. biología actual

Abstracto

La coordinación temporal rítmica de la actividad neuronal previene el conflicto representacional durante la memoria de trabajo

Reflejos

• El rendimiento de la memoria de trabajo está relacionado con la actividad neuronal específica de la frecuencia
• Los diferentes elementos para recordar están asociados con diferentes fases beta (25 Hz).
• La fase theta parece coordinar la actividad de la banda beta relevante para el comportamiento.
• La coordinación rítmica temporal ayuda a prevenir conflictos de representación

Resumen

La atención selectiva se caracteriza por estados alternos asociados con el muestreo de atención o el cambio de atención, lo que ayuda a prevenir conflictos funcionales al aislar la actividad neuronal específica de la función a lo largo del tiempo.

Presumimos que tal coordinación temporal rítmica también podría ayudar a prevenir conflictos de representación durante la memoria de trabajo.

Se pueden mantener varios elementos en la memoria de trabajo simultáneamente, y estos elementos se pueden representar mediante poblaciones neuronales superpuestas.

Las teorías tradicionales proponen que el almacenamiento a corto plazo de elementos para ser recordados ocurre a través de una actividad neuronal persistente, pero cuando las neuronas representan múltiples elementos simultáneamente, la actividad persistente crea un potencial para conflictos de representación.

En comparación, las teorías más nuevas de la memoria de trabajo de «actividad silenciosa» proponen que los cambios sinápticos también contribuyen a la memorización a corto plazo de elementos para recordar.

Los estallidos transitorios en la actividad neuronal, en lugar de la actividad persistente, podrían servir para actualizar ocasionalmente estos cambios sinápticos.

Aquí, usamos EEG y tiempos de respuesta para probar si la coordinación temporal rítmica ayuda a aislar la actividad neuronal asociada con diferentes elementos para recordar, lo que ayuda a prevenir conflictos de representación.

De acuerdo con esta hipótesis, informamos que la fuerza relativa de las diferentes representaciones de los elementos se alterna con el tiempo en función de la fase de frecuencia específica.

Aunque los RT estaban vinculados a las fases theta (~ 6 Hz) y beta (~ 25 Hz) durante un retraso de la memoria, la fuerza relativa de las representaciones de objetos se alternaba solo en función de la fase beta.

Los hallazgos actuales (1) son consistentes con la coordinación temporal rítmica como un mecanismo general para prevenir conflictos funcionales o representacionales durante los procesos cognitivos y (2) informan modelos que describen el papel de la dinámica oscilatoria en la organización de la memoria de trabajo.