Un engrama es una unidad de información cognitiva impresa en una sustancia física, que se cree que es el medio por el cual los recuerdos se almacenan [1] como cambios biofísicos o bioquímicos [2] en el cerebro u otro tejido biológico , en respuesta a estímulos externos.
Demostrar la existencia, 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, no se puede deducir de esta especialización que el sistema nervioso tenga el monopolio de esta función, ni siquiera en su estado más elevado de evolución, como en el hombre". [4] Una de las primeras aventuras para identificar la ubicación de un recuerdo en el cerebro fue emprendida por Karl S. Lashley , quien extrajo porciones del cerebro de roedores. En los experimentos de Lashley, se entrenó a ratas para que corrieran por un laberinto y luego se les extrajo tejido de la corteza cerebral . Aumentar la cantidad de tejido extraído aumentó la degradación de la memoria, pero lo más notable fue que el lugar de donde se extraía el tejido no supuso ninguna diferencia. Por lo tanto, su búsqueda resultó infructuosa y su conclusión -que la memoria está distribuida de forma difusa en el cerebro- tuvo una gran influencia. [5] Sin embargo, hoy en día apreciamos que la memoria no está distribuida completamente, sino solo en gran parte , en el cerebro; esto, junto con su naturaleza dinámica, hace que sea difícil identificar engramas utilizando los métodos científicos tradicionales. [5] [6]
Más tarde, 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 emparejaron con un tono. Después de una serie de experiencias asociándolo con un tono, los conejos se condicionaron a parpadear cuando escuchaban el tono incluso sin un soplo. Una región que estudió David A. McCormick fue el núcleo interpuesto lateral (LIP). Descubrió que los registros de neuronas en este núcleo revelaban actividad que reflejaba el aprendizaje, la estimulación del núcleo provocaba la respuesta aprendida y la lesión de esta región cerebral abolía la respuesta. [7] Otros miembros del grupo de Thompson descubrieron que cuando el núcleo interpuesto se desactivaba químicamente, la respuesta condicionada desaparecía; cuando se reactivaba, respondían de nuevo, lo que demuestra que el LIP es un elemento clave del engrama para esta respuesta. [8] Este enfoque, que se centra en el cerebelo, aunque es exitoso, examina únicamente las respuestas básicas y automáticas, que poseen prácticamente todos los animales. Sin embargo, se encuentran engramas de tipos específicos de memoria en los subsistemas que median ese proceso de aprendizaje y, como tal, solo 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 es probable que su ubicación física dentro del cerebro dependa del sistema respectivo que media 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 , así como en la consolidación de la memoria a corto plazo en la memoria a largo plazo.
Los estudios han demostrado que los recuerdos declarativos se mueven entre el sistema límbico , en las profundidades del cerebro, y las regiones corticales externas. Estos mecanismos son distintos de los del cerebelo, más primitivo, que domina la respuesta de parpadeo y recibe la información auditiva directamente. No necesita "buscar" ayuda de otras estructuras cerebrales para formar algunos recuerdos de asociación simple.
Un estudio del MIT descubrió que la conducta basada 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 que se evoca 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 duración de los recuerdos. Los resultados encontrados por los investigadores han definido un papel para células inhibidoras hipocampales específicas ( células que expresan somatostatina ) en la restricción del número de neuronas involucradas en el almacenamiento de información espacial y limitando la duración de la memoria asociada. [11]
En 2016, un estudio del MIT descubrió que la pérdida de memoria en las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer podría revertirse fortaleciendo las conexiones de células de engramas de memoria específicos en los cerebros de modelos de ratones con Alzheimer. [12]
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