El cerebro tarda segundos en cambiar entre funciones durante las tareas

MADRID (EP). El cerebro cambia rápidamente entre los modos operativos en respuesta a las tareas y qué recuerda puede predecir cómo de bien se completará una tarea, de acuerdo con un nuevo estudio de la University College London (UCL), en Reino Unido, realizado en ratas.

"Sabemos que el cerebro reproduce las experiencias recordadas durante el descanso para extraer información importante -explica la investigadora principal, Freyja Ólafsdóttir, del Departamento de Biología y Celular de UCL-. Este proceso de consolidación preserva los recuerdos para repetirlos en el futuro. Pero rememorar también es importante para la planificación".

"Queríamos ver cómo cambiaba la reproducción mientras los animales llevaban a cabo tareas espaciales simples y descubrimos que sólo le cuesta entre 10 y 15 segundos al cerebro cambiar de un modo en el que sucede el recuerdo para apoyar la planificación -cuando la rata participa en una tarea-, a un modo que respalda la consolidación del recuerdo, cuando está en reposo".

El estudio, publicado este jueves en 'Neuron' y financiado por 'Wellcome Institute' y la 'Royal Society', proporciona evidencia de que el cambio entre modos se produce de manera dinámica de acuerdo con las demandas de la tarea y que el recuerdo es importante para el comportamiento espacial.

Ocho ratas corrieron en una pista en forma de Z a su propio ritmo. En cada esquina, cuando tomaron el camino correcto, los animales fueron recompensados con comida. Mientras que las ratas se detuvieron en la esquina, el equipo estudió las respuestas de las células de lugar en el hipocampo, donde ocurre la planificación y se forman los recuerdos, y células de cuadrícula en la corteza entorrinal, que se cree que son importantes para la consolidación.

Modificar este proceso, el próximo paso

Los científicos descubrieron que cuando las ratas acababan de llegar o estaban a punto de comenzar una nueva trayectoria desde una esquina, el recuerdo en el hipocampo reflejaba la planificación de navegación y la toma de decisiones. La rememoración cambió a un estado que favorecía la consolidación del recuerdo cuando los animales descansaban en las esquinas, lo que fue apoyado por la activación de las células de cuadrícula en la corteza entorrinal.

"Vimos a las ratas repetir el camino que acababan de tomar o el que estaban a punto de tomar. El cerebro estaba más comprometido y concentrado en la tarea y los animales completaron la tarea con más éxito", subraya el coautor Caswell Barry, también del Departamento de Biología y Celular de UCL.

"Cuando las ratas descansaban durante largos periodos de tiempo, el recuerdo seguía produciéndose a la misma velocidad, pero estaba menos centrada y presentaba partes distantes de la pista. Si bien no podemos decir qué estaban pensando las ratas, parece que se desvincularon de la tarea y comenzaron a consolidar las experiencias pasadas", apunta.

El equipo utilizó métodos de aprendizaje automático para rastrear los diferentes tipos de recuerdos y el resultado de la tarea, lo que le llevó a descubrir que era posible predecir el éxito que tendrían las ratas al completar la tarea en función del recuerdo: las ratas cuyo recuerdo se centró en la tarea eran mejores a la hora de navegar por la pista.

Aunque esto no da un vínculo causal entre los tipos de repetición y el comportamiento, los investigadores están dispuestos a estudiar más la relación. "La rememoración solo ocurre en ráfagas muy cortas, aproximadamente 100 milisegundos, pero creemos que tiene importantes implicaciones en el aprendizaje, la planificación y la toma de decisiones. Nuestro próximo paso es averiguar si podemos interrumpir o controlar este proceso y, de ser así, cómo afecta al comportamiento", concluye Ólafsdóttir.