Un engrama es una unidad de información cognitiva impresa en una sustancia física, teorizada como el medio por el cual se almacenan los recuerdos [1] como cambios biofísicos o bioquímicos [2] en el cerebro u otro tejido biológico , en respuesta a estímulos externos.
Demostrar la existencia y el mecanismo exacto y la ubicación de engramas definidos neurológicamente ha sido un foco de investigación persistente durante muchas décadas. [3]
El término "engrama" fue acuñado por el investigador de la memoria Richard Semon en referencia al sustrato físico de la memoria en el organismo. Sin embargo, Semon advirtió: "En los animales, durante el proceso evolutivo, un sistema orgánico, el sistema nervioso, se ha especializado en la recepción y transmisión de estímulos. Sin embargo, de esto no se puede deducir ningún monopolio de esta función por parte del sistema nervioso. especialización, ni siquiera en su más alto estado de evolución, como en el Hombre." [4] Una de las primeras iniciativas para identificar la ubicación de un recuerdo en el cerebro fue realizada por Karl S. Lashley, quien extrajo porciones del cerebro de roedores. En los experimentos de Lashley, se entrenó a ratas para correr a través de un laberinto y luego se les extrajo tejido de la corteza cerebral . Aumentar la cantidad de tejido extirpado aumentó la degradación de la memoria, pero lo más sorprendente es que no hubo diferencia de dónde se extrajo el tejido. Por tanto, su búsqueda resultó infructuosa y su conclusión (que la memoria está distribuida de forma difusa en el cerebro) adquirió una gran influencia. [5] Sin embargo, hoy en día comprendemos que la memoria no está completamente distribuida sino sólo en gran medida en el cerebro; esto, junto con su naturaleza dinámica, hace que los engramas sean difíciles de identificar utilizando métodos científicos tradicionales. [5] [6]
Posteriormente, David A. McCormick y Richard F. Thompson buscaron el engrama en el cerebelo , en lugar de en la corteza cerebral. Utilizaron el condicionamiento clásico de la respuesta del párpado en conejos en busca del engrama. Soplaron aire sobre la córnea del ojo y lo combinaron con un tono. Después de una serie de experiencias asociándolo con un tono, los conejos quedaron condicionados a parpadear cuando escuchaban el tono incluso sin una bocanada. Una región que estudió David A. McCormick fue el núcleo interpósito lateral (LIP). Descubrió que los registros de las neuronas en este núcleo revelaban una actividad que reflejaba el aprendizaje, la estimulación del núcleo provocaba la respuesta aprendida y la lesión de esta región del cerebro abolía la respuesta. [7] Otros miembros del grupo Thompson descubrieron que cuando el núcleo interpositus se desactivaba químicamente, la respuesta condicionada desaparecía; cuando se reactivaron, respondieron nuevamente, demostrando que el LIP es un elemento clave del engrama para esta respuesta. [8] Este enfoque, dirigido al cerebelo, aunque exitoso, examina sólo respuestas automáticas básicas, que prácticamente todos los animales poseen. Sin embargo, los engramas de tipos específicos de memoria se encuentran en los subsistemas que median en ese proceso de aprendizaje y, como tales, únicamente los engramas de condicionamiento simple están asociados con el LIP, pero no, por ejemplo, los engramas de memoria semántica .
La neurociencia reconoce la existencia de muchos tipos de memoria y su ubicación física dentro del cerebro probablemente dependa del sistema respectivo que media en la codificación de esta memoria. [9] Se cree que partes del cerebro como el cerebelo , el cuerpo estriado , la corteza cerebral , el hipocampo y la amígdala desempeñan un papel importante en la memoria. Por ejemplo, se cree que el hipocampo está involucrado en la memoria espacial y declarativa , además de consolidar la memoria de corto plazo en la de largo plazo.
Los estudios han demostrado que los recuerdos declarativos se mueven entre el sistema límbico , en lo profundo del cerebro, y las regiones corticales externas. Estos son distintos de los mecanismos del cerebelo más primitivo, que domina la respuesta de parpadeo y recibe directamente la información auditiva. No necesita "extender la mano" a otras estructuras cerebrales para que le ayuden a formar algunos recuerdos de asociación simple.
Un estudio del MIT encontró que el comportamiento basado en la cognición de alto nivel, como la expresión de un recuerdo específico, puede generarse en un mamífero mediante la activación física altamente específica de una pequeña subpoblación específica de células cerebrales. Al reactivar estas células por medios físicos en ratones, como iluminar las neuronas afectadas por la optogenética , parece recuperarse un recuerdo a largo plazo relacionado con el miedo. [10]
Otro estudio utilizó la optogenética y la quimiogenética para controlar la actividad neuronal en animales que codifican y recuerdan la memoria de un contexto espacial para investigar cómo el cerebro determina la vida útil de los recuerdos. Los resultados encontrados por los investigadores han definido un papel para células inhibidoras específicas del hipocampo ( células que expresan somatostatina ) a la hora de restringir el número de neuronas implicadas en el almacenamiento de información espacial y limitar la duración de la memoria asociada. [11]
En 2016, un estudio del MIT encontró que la pérdida de memoria en las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer podría revertirse fortaleciendo las conexiones específicas de las células de engramas de la memoria en los cerebros de modelos de ratones con Alzheimer. [12]
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