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Hallan que el hipocampo participaría en la reactivación de memorias motoras

Científicos del CONICET en colaboración con colegas de Canadá e Italia hallaron que esta estructura, normalmente asociada a la codificación de memorias declarativas, es responsable de la mejora durante etapas tempranas del aprendizaje de una nueva secuencia motora. Los resultados fueron publicados en la revista Proceedings of National Academy of Science (PNAS).

Para aprender una nueva habilidad motora, como andar en bicicleta o tocar un instrumento, la repetición durante la ejecución es importante, pero también, los períodos de descanso alternados con los de práctica. Recientemente, científicos del National Institutes of Health de los Estados Unidos (NIH, por sus siglas en inglés) demostraron que durante el aprendizaje de una secuencia manual, la mejora inicial observada en el desempeño se manifiesta durante los períodos de descanso y no durante la práctica. A esta ganancia la llamaron micro-offline gains (MOGs).

En base a este descubrimiento, científicos del Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay (IFIBIO, CONICET-UBA), utilizaron la técnica de Resonancia Magnética para examinar las bases neurales que subyacen a los MOGs en humanos. Mediante imágenes funcionales observaron que el hipocampo muestra un aumento de actividad durante los períodos de reposo intercalados con la práctica, y que su nivel de activación predice la amplitud de los MOGs. Los resultados fueron publicados en la revista Proceedings of National Academy of Science (PNAS), y surgen de una colaboración con colegas de Canadá e Italia.

“Durante la ejecución de una secuencia son las típicas regiones motoras las que se activan, sin embargo, en los períodos de reposo intercalados con la práctica, la región que mostró mayor actividad fue el hipocampo, en coincidencia con la ocurrencia de los MOGs”, cuenta Valeria Della Maggiore, investigadora del CONICET en el IFIBIO y directora del trabajo, cuya principal autora es Florencia Jacobacci.

El hipocampo, observaron, parecería estar implicado en una suerte de consolidación temprana o reactivación de lo que se aprende, explica Della Maggiore: “Este proceso es reminiscente del ‘neural replay’ observado en las place cells del hipocampo de roedores, en los períodos de reposo durante el aprendizaje de una tarea espacial. Nos llamó la atención este resultado porque esta estructura ha sido bien caracterizada en la codificación de memorias declarativas pero no en la codificación de memorias no declarativas, como las motoras”.

Plasticidad cerebral rápida

Además de la secuencia funcional -en la que compararon la actividad cerebral durante la ejecución y los periodos de reposo-, los investigadores utilizaron una secuencia de difusión que permite identificar indirectamente procesos de plasticidad cerebral. Obtuvieron imágenes de difusión antes, a los 30 minutos y las 24 horas del entrenamiento motor.

“Vimos que las mismas regiones del hipocampo y del precuneo -estructura que lo conecta a la corteza- mostraron evidencia de plasticidad estructural a la media hora de finalizado el entrenamiento, lo que sugiere que las mismas regiones cerebrales que participan en la reactivación de la memoria durante el aprendizaje, experimentan plasticidad estructural rápidamente”.

Estos resultados son relevantes para el campo de la neurociencia porque sugieren la participación del hipocampo en la reactivación de memorias tradicionalmente no hipocampales, y proporcionan evidencia acerca de un posible mecanismo común en la formación de memorias declarativas y no declarativas.

Por descubrir el rol del hipocampo en la adaptación motora

Los próximos estudios a los que apuntan los investigadores están orientados a poder determinar si el hipocampo participa también a otros tipos de aprendizaje motor, como ser la adaptación motora.

“La adaptación motora es un aprendizaje complementario, en el que no se adquiere un nuevo programa motor si no que se mofidica uno pre-existente. Este tipo de aprendizaje se pone de manifiesto, por ejemplo, cuando conducís un auto prestado ya que no tenés que aprender a manejar de cero sino que adaptás los comandos motores al nuevo entorno. La idea es estudiar si el hipocampo también participa en este tipo de aprendizaje, lo que nos permitiría llegar a postular hipótesis más generales respecto del rol de esta estructura en el aprendizaje”, concluye la investigadora.

Por María Bocconi

Referencia bibliográfica:

-Rapid hippocampal plasticity supports motor sequence learning. Florencia Jacobacci, Jorge L. Armony, Abraham Yeffal, Gonzalo Lerner, Edson Amaro, Jorge Jovicich, Julien Doyon, Valeria Della-Maggiore. Proceedings of the National Academy of Sciences Sep 2020, 117 (38) 23898-23903; DOI: 10.1073/pnas.2009576117

-Bönstrup, et al., A Rapid Form of Offline Consolidation in Skill Learning. Curr. Biol. 29, 1346-1351.e4 (2019). DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.02.049

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