Un juego de memoria podría ayudarnos a comprender las lesiones cerebrales
Crédito: CC0 Public Domain
Después de una lesión cerebral traumática, ¿por qué algunas personas recuperan rápidamente sus habilidades mientras que otras enfrentan contratiempos duraderos? El neurocientífico de la Universidad de Boston Jerry Chen y sus colegas han estado tratando de responder a esta pregunta al comprender qué partes del cerebro se utilizan para procesar información sensorial y recordar diferentes habilidades.
«Desde un punto de vista biomédico, la pregunta es si ciertas partes del cerebro son [las únicas responsables de] ciertos tipos de funciones», dice Chen, profesor asistente de biología de la Facultad de Artes y Ciencias y miembro del cuerpo docente del Centro de Neurociencia de Sistemas. La última investigación de su laboratorio, publicada en Neuron, podría ayudarnos a determinar qué habilidades son particularmente difíciles de recuperar después de una lesión cerebral traumática, probablemente porque estas habilidades están representadas en solo un área del cerebro y cuáles son más resistentes.
Chen creó un juego de memoria para ratones con el fin de examinar la función de dos áreas del cerebro que procesan información sobre la sensación del tacto y el recuerdo de eventos anteriores, áreas del cerebro que llamaron S1 y S2. Chen quería ver si S1 y S2 procesaban la misma información (procesamiento distribuido), o si cada área tenía funciones independientes y especializadas (procesamiento localizado).
A los ratones se les presentó un juego de memoria que estimulaba suavemente sus bigotes con un dispositivo móvil. Para los ratones, el objetivo del juego era reconocer los patrones de movimiento de los bigotes para recibir una recompensa. Primero, cada ratón sintió que el dispositivo movía sus bigotes hacia adelante o hacia atrás. Luego, después de una pausa de dos segundos, el dispositivo volvió a mover sus bigotes. Si sus bigotes se movían en direcciones opuestas durante ambas rondas, por ejemplo, si el dispositivo movía los bigotes primero hacia adelante, hacía una pausa y luego los movía hacia atrás, los ratones aprendieron que podían lamer una pajilla para recibir una bebida que calmara la sed. Por otro lado, si el dispositivo movía sus bigotes en la misma dirección durante ambas rondas, se suponía que los ratones debían abstenerse de lamer. Si los ratones se equivocaban, recibían una pequeña bocanada de aire y un tiempo de espera antes de poder reanudar el juego.
Mientras tanto, los investigadores observaban la actividad cerebral de los ratones durante el juego y veían cómo el S1 y las áreas S2 afectaron las habilidades de los ratones. Usaron una técnica llamada optogenética, un método de ingeniería genética que les permitió activar selectivamente grupos de células cerebrales en las áreas S1 o S2 del cerebro de los ratones usando luz.
Los investigadores encontraron que las áreas S1 y S2 de los cerebros de los ratones hacen mucho del mismo procesamiento, frecuentemente enviando información de ida y vuelta entre sí. Pero también observaron que las dos áreas del cerebro desempeñaban funciones especializadas mientras los ratones jugaban al juego de la memoria. S1 parece estar más involucrado en el procesamiento de información sensorial inmediata, dando sentido a cómo se mueven los bigotes de los ratones en tiempo real. Por el contrario, S2 parece estar particularmente involucrado en ayudar a los ratones a recordar eventos pasados, ya que los ratones dependen de esta área del cerebro para recordar lo que sucedió en la primera ronda del juego.
Chen dice que los hallazgos sugieren que S1 y S2 están conectados de manera diferente, ya que las células cerebrales en S2 están más fuertemente conectadas entre sí que las células cerebrales dentro de S1. Chen especula que estas conexiones más fuertes se relacionan con el papel de S2 en recordar el pasado. Cuando las células cerebrales están más conectadas, puede ser más fácil que una señal active una cadena de células y desencadene un «efecto dominó» de memoria de la actividad neuronal. Juntos, los roles de procesamiento localizados y distribuidos de S1 y S2 contribuyeron a que los ratones pudieran jugar correctamente el juego y ganar un refrigerio azucarado.
Aunque los humanos no tienen bigotes, las observaciones experimentales del equipo podrían representan el mismo tipo de información sensorial procesada por las manos humanas.
«Tenemos tanta sensibilidad y destreza para procesar información táctil con nuestros dedos como un ratón con sus bigotes», dice Chen. «Entonces, si tuviéramos que estudiar cómo procesamos la información táctil en nuestra mano y dedos, podríamos esperar ver tanta energía distribuida como lo haríamos [en un mouse], porque eso es lo que hemos evolucionado para usar como uno de nuestros sentidos principales».
Antes de que estos hallazgos puedan ayudar a los humanos que sufren una pérdida duradera de habilidades motoras u otras habilidades después de una lesión cerebral traumática, Chen dice que aún queda mucha investigación por hacer.
«Un factor a tener en cuenta es que un ratón tiene un cerebro más pequeño [que un humano], y algunas de estas áreas están mucho más entremezcladas, por lo que el procesamiento en el cerebro de un ratón podría estar más distribuido», dice. .
El volumen de un cerebro humano es mucho mayor que el de un ratón, dice Chen, los humanos pueden tener más regiones que llevan a cabo el procesamiento localizado. O, lo contrario también podría ser cierto, dice: «Debido a que [tenemos] un cerebro más grande, hay muchas más conexiones, por lo que podríamos tener tanta energía distribuida como un mouse o más».
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La visión del mundo de un ratón, vista a través de sus bigotes Más información: Cameron Condylis et al, Procesamiento sensorial dependiente del contexto en la corteza somatosensorial primaria y secundaria, Neuron (2020) ). DOI: 10.1016/j.neuron.2020.02.004 Información de la revista: Neuron
Proporcionado por la Universidad de Boston Cita: Un juego de memoria podría ayudarnos a comprender la lesión cerebral (2020 , 9 de julio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-memory-game-brain-injury.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.