La caja negra del cerebro humano está empezando a abrirse

Un equipo de científicos se ha propuesto identificar las especificidades que hacen único al cerebro humano: profundizando en determinadas regiones del hipocampo, intentan determinar cómo logramos asociar recuerdos y atesorarlos para siempre o cómo desarrollamos funciones cognitivas de elevada complejidad, cuando en una primera aproximación nuestro cerebro parecería un diseño a escala mayor del cerebro de roedores y otros animales.

Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria resumen en un estudio publicado en la revista Cell una nueva aproximación a la “caja negra” del cerebro humano: se trata de un nuevo esfuerzo por desentrañar los misterios de la región CA3 del hipocampo, que nos permite resguardar los recuerdos, asociarlos y mantenerlos siempre listos para su recuperación. Esta es una de las condiciones que nos separan del resto de las especies.

Nuestro cerebro tiene un poder computacional notable: genera comportamientos sofisticados, almacena recuerdos durante toda la vida de una persona y produce funciones cognitivas superiores. Sin embargo, aún sabemos bastante poco del cerebro humano. Por ejemplo, aún no podemos determinar por qué puede considerarse un órgano realmente único, en lugar de una versión a escala del cerebro de los roedores, que se ha estudiado extensamente.

Hacia la profundidad del poder cerebral humano

Aunque el cerebro humano está optimizado para almacenar recuerdos y asociarlos, solo estamos empezando a entender cómo integra la información sobre nuestro entorno. Este proceso de fijación de patrones que permite contextualizar los recuerdos es una notable propiedad computacional de nuestro cerebro, llamada memoria asociativa. La mayoría de estas funciones residen en el denominado sector CA3 del hipocampo.

Ahora, los científicos austríacos pudieron obtener tejido del hipocampo intacto de 17 pacientes con epilepsia, que permitieron su extracción con consentimiento informado, al ser sometidos a cirugías para mejorar su condición. La obtención de este tejido vivo es crucial para estudiar las características de esta región del cerebro, algo que habitualmente solo es posible en roedores.

Posteriormente, los investigadores combinaron distintas técnicas experimentales de vanguardia para medir las propiedades funcionales y dinámicas de las neuronas de ese sector: los hallazgos muestran que lejos de ser una versión ampliada del hipocampo de un ratón, la conectividad neuronal en la región CA3 humana y sus sinapsis, o sea las conexiones que permiten que las señales pasen entre las neuronas, parecían más confiables y precisas. Por lo tanto, el equipo descubrió distintas propiedades del “cableado” del cerebro humano, que lo hacen único.

Un misterio que comienza a develarse

A partir de sus datos experimentales, el equipo buscó construir un modelo del poder computacional de la red CA3 en el hipocampo humano. Advirtieron que los circuitos específicos y la conectividad sináptica les permitían medir hasta qué punto los recuerdos se almacenaban y recuperaban de manera confiable.

“Teníamos la posibilidad de probar cuántos patrones encajan en este modelo. Esto nos permitió demostrar que la conectividad sináptica para el ser humano y su confiabilidad mejorada aumentan la capacidad de almacenamiento”, concluyó en un comunicado el científico Peter Jonas, uno de los autores del estudio. En otras palabras, los investigadores habían dado un primer paso fundamental para descubrir cómo la red humana CA3 codifica la información de manera eficiente, maximizando las asociaciones y el almacenamiento de memoria.

Referencia

Human hippocampal CA3 uses specific functional connectivity rules for efficient associative memory. Jake F. Watson et al. Cell (2024). DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.11.022