Una nueva investigación revela que la codificación de la memoria cerebral puede mejorar la IA, las terapias de memoria y las herramientas de aprendizaje

Un nuevo trabajo de investigación titulado Las neuronas humanas del hipocampo y la corteza entorrinal codifican la estructura temporal de la experiencia explora cómo nuestro cerebro organiza los recuerdos identificando patrones a lo largo del tiempo, incluso cuando no somos conscientes de ellos. El estudio se centró específicamente en las neuronas del hipocampo y el córtex entorrinal, dos regiones cerebrales clave implicadas en la memoria y el aprendizaje.

En este estudio, los investigadores monitorizaron la actividad cerebral de 17 pacientes que padecían epilepsia y a los que se implantaron electrodos intracraneales, unos diminutos dispositivos que se colocan en el interior del cerebro para monitorizar su actividad eléctrica. Esto permitió a los científicos observar directamente cómo se comportan las neuronas cuando se exponen a patrones o secuencias de acontecimientos. Para este experimento, se mostraron a los pacientes alrededor de 120 imágenes de personas, animales, objetos y puntos de referencia durante 40 minutos - también en un orden específico. Los investigadores analizaron cómo respondían a esas imágenes las neuronas del hipocampo (una parte del cerebro que ayuda a almacenar y recuperar recuerdos) y del córtex entorrinal (una región que se comunica con el hipocampo para procesar tanto el tiempo como el espacio).

Uno de los principales hallazgos fue que las neuronas alteraban su actividad de forma lenta pero constante a medida que se exponía a los pacientes a estos patrones de imágenes, aunque no se informara a los participantes sobre el patrón. Las neuronas codificaron qué eran las imágenes (información "qué") y en qué orden aparecían (información "cuándo"). De este modo, se formó una representación de la misma secuencia/patrón, un proceso conocido como codificación de secuencias temporales -esencialmente, el modo en que el cerebro sigue el orden de los acontecimientos a lo largo del tiempo-. Incluso cuando las imágenes se presentaron posteriormente en orden aleatorio, las neuronas seguían recordando la secuencia original.

Otro aspecto del mismo estudio fue la repetición neuronal, en la que las neuronas repetían rápidamente la misma secuencia de acontecimientos durante las pausas. Al producirse a un ritmo mucho más rápido, se cree que esta repetición ayuda al cerebro a consolidar, o integrar, el recuerdo de la secuencia. Los investigadores establecieron paralelismos entre la forma en que el cerebro codifica el espacio y el tiempo, sugiriendo que mecanismos similares están en funcionamiento tanto si uno navega por el espacio (por ejemplo, caminando por un laberinto o un espacio cerrado) como si sigue la secuencia de acontecimientos en una línea de tiempo.

¿Cuáles son las implicaciones de esta investigación? El cerebro es el órgano más complejo del mundo, y nos acercará a la comprensión de la capacidad del cerebro para organizar las experiencias en patrones predecibles. Incluso sin un conocimiento consciente, nuestras neuronas trabajan para dar sentido al mundo, organizando tanto el espacio como el tiempo para ayudarnos a recordar y anticipar acontecimientos futuros.

Las aplicaciones en el mundo real en diversos campos incluyen la educación, donde estos hallazgos podrían conducir a métodos de aprendizaje mejorados al estructurar el material de forma que refleje cómo el cerebro procesa las secuencias de forma natural; en resumen, una mejor retención de la memoria. En sanidad, la investigación podría guiar el desarrollo de terapias para trastornos de la memoria como el El Alzheimer. La inteligencia artificial y aprendizaje automático podrían beneficiarse de imitar las capacidades predictivas del cerebro, lo que conduciría a tecnologías más inteligentes y adaptables.

Las interfaces cerebro-máquina, similares al Neuralinkpodrían aprovechar la codificación temporal para ayudar a las personas con deficiencias neurológicas. Esto les permitiría controlar mejor prótesis o dispositivos de comunicación. Por último, pero no por ello menos importante, podrían intensificarse los tratamientos de salud mental, en particular para afecciones como el trastorno de estrés postraumático, simplemente centrándose en cómo se codifican y rememoran los recuerdos traumáticos, lo que nos proporcionaría nuevas formas de gestionar los pensamientos intrusivos.