Hipocampo, riendas de la memoria

Elena Soto | Palma
 
Cuando vemos una silla o un perro sabemos de qué objeto o animal se trata, pero ¿cómo lo sabemos? En principio, para reconocer su forma, colores o la posición espacial deben activarse distintos grupos de neuronas muy alejadas entre sí y, a su vez, acceder a los recuerdos o experiencias previas. Y lo extraordinario, aunque no seamos conscientes, es que se activan. La prueba de que existe un mecanismo que las conecta es la percepción de un todo unificado y coherente en el tiempo y en el espacio y no una fragmentación de la realidad en la que cada una de sus características y atributos se muestran por separado.

Pero ¿cómo pueden activarse coordinadamente zonas tan especializadas si se encuentran localizadas en distintas áreas de la corteza cerebral? Y la respuesta parece estar en la sincronización, un fenómeno que ocurre en cualquier escala, desde la subatómica a la astronómica y que podemos observar tanto en los sistemas artificiales (láseres) como en los naturales (bandadas de pájaros, latidos del corazón o conexión entre neuronas).

Hay una corriente de neurocientíficos que opinan que la percepción coherente y otros procesos cognitivos requieren una sincronización precisa de la actividad neuronal de algunas regiones corticales. En este línea apunta el estudio de los investigadores del Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC) –centro mixto de la UIB y el CSIC– que concluye que, en el cerebro, el hipocampo es el responsable de coordinar la percepción visual con los recuerdos que se tienen de lo que se percibe.

Su trabajo consiste en ofrecer una base física sobre la cual se pueda sustentar este fenómeno y, en este sentido, han demostrado que se puede obtener una sincronización perfecta y simultánea (con retraso cero) entre dos elementos arbitrariamente alejados, si éstos interaccionan a través de un tercero que está equidistante y dispuesto entre ellos. En el caso del cerebro, y para el ejemplo que hemos mencionado, las áreas involucradas son la corteza visual y la frontal y la coordinadora de la actividad de ambas es el hipocampo. Este grupo se basa en modelos matemáticos que describen el comportamiento de las neuronas y sus interacciones. La hipótesis para explicar este fenómeno de sincronización es que hay un área subcortical que coordina la actividad de las distintas áreas corticales para que actúen a la vez. Y proponen que, dependiendo de la tarea cognitiva que se lleve a cabo, puede ser el hipocampo o el tálamo.

«El fundamento de esta teoría», explica Claudio Mirasso, investigador del IFICS, «surgió del estudio de tres láseres acoplados, un campo aparentemente lejano al de la neurociencia pero con el que guarda sorprendentes similitudes». Y es que, bajo ciertas condiciones, los láseres de semiconductores tienen un comportamiento dinámico similar al de las neuronas. Como si fueran interruptores, ambos se activan y desactivan a medida que transcurre el tiempo; a veces lo hacen espontáneamente y otras cuando reciben señales. Al estudiarlos, estos físicos se valen de ecuaciones matemáticas que los modelan y esto mismo se realiza para describir los pulsos eléctricos que genera una neurona o las sinapsis (conexiones) que se producen entre ellas.