La organización
estructural del cerebro:Capítulo 49. Integración y control IV: el cerebro de los vertebrados
Aprendizaje y memoria
Una de las formas más sencillas de aprendizaje § es el llamado "aprendizaje asociativo" o "condicionamiento clásico", estudiado por primera vez por el científico ruso Iván Pavlov a principios de este siglo. En sus estudios, Pavlov observó que un perro, luego de la presentación casi conjunta y repetida diariamente de un sonido de campanas anunciando el trozo de carne para el almuerzo (que produce salivación), podía asociar ambos estímulos y responder, salivando, sólo a la campana, un estímulo que normalmente no produce respuesta por sí solo.
Otro tipo de aprendizaje es el llamado "condicionamiento operante", según el cual se exige al animal que realice alguna acción para establecer el circuito de aprendizaje.
Todos estos aprendizajes traen aparejados el establecimiento de memorias, cuya posible localización ha sido objeto de numerosas investigaciones.
En cuanto a su duración, hay dos tipos diferentes de memoria: la memoria de largo plazo y la memoria de corto plazo.
La memoria también puede ser clasificada de acuerdo a si los recuerdos corresponden a hechos ya ocurridos (memoria retrógrada) o bien a la capacidad de establecer nuevas memorias a partir de un momento dado (memoria anterógrada).
Estructuras del cerebro humano relacionadas con la consolidación y el almacenamiento de la memoria, mostradas en un corte longitudinal.
El daño infligido a cualquiera de las estructuras de la figura da como resultado la pérdida de la memoria, y los detalles varían de acuerdo con la estructura afectada.
Existen varias regiones involucradas en la memoria. Éstas incluyen al hipocampo y a la amígdala, ambos localizados en la superficie interna del lóbulo temporal; al tálamo § y otra estructura del diencéfalo § -el cuerpo mamilar-; al prosencéfalo basal -una de las partes antiguas del telencéfalo §-, y a una porción del lóbulo frontal conocida como corteza prefrontal.
De acuerdo con las hipótesis actuales, la información se transmite a lo largo de vías independientes desde las distintas áreas corticales sensoriales al hipocampo y a la amígdala, y desde aquí, vías independientes llevan la información al tálamo y al cuerpo mamilar. A su vez, las neuronas del tálamo y del cuerpo mamilar conducen la información al prosencéfalo basal y a la corteza prefrontal. Circuitos paralelos transmiten la información procesada en la dirección opuesta, al parecer, en un proceso de retroalimentación positiva.
Existen también estudios que indican algunas de las bases neuroquímicas de la memoria. El prosencéfalo basal es la fuente principal de acetilcolina en el cerebro, un neurotransmisor que es aparentemente vital para los procesos que ocurren en otras partes del circuito, particularmente en la amígdala y el hipocampo.
La evidencia actual indica que, para consolidar la memoria a largo plazo, es necesario atravesar todas estas vías, incluyendo las vías de retroalimentación. Aunque las memorias sensoriales específicas parecen estar almacenadas en las cortezas sensoriales, las memorias más complejas pueden almacenarse en cualquier otro lugar.
Aunque el trabajo con pacientes humanos y animales de experimentación está dilucidando lentamente las vías a través de las cuales viaja la información para establecer la memoria, deja sin respuesta la cuestión acerca de los cambios que se producen a nivel molecular y celular, los cuales constituyen la "sustancia de la memoria".
Los indicios existentes proponen que el establecimiento de memorias se debe a cambios en los circuitos sinápticos y en las respuestas de las neuronas a la estimulación.
Numerosos estudios apoyan la hipótesis de que las alteraciones en la transmisión sináptica son críticas en la memoria y en el aprendizaje. Se piensa que estas alteraciones dependen de cambios en las células presinápticas y postsinápticas. Un elemento importante puede ser la apertura o el bloqueo de los canales iónicos § que influyen en la liberación del neurotransmisor § por la célula presináptica y el grado de despolarización o hiperpolarización de la célula postsináptica en su estado de reposo.
a) La babosa de mar Aplysia.
a) La babosa de mar Aplysia está arrojando nueva luz sobre el proceso de aprendizaje. Las neuronas de Aplysia son muy grandes y sus axones son amielínicos y su cantidad es mucho menor que el sistema nervioso de los vertebrados. Esto hace que puedan identificarse neuronas individuales, trazarse un mapa de su patrón de organización e insertarse en ellas microelectrodos. Así, se puede rastrear los caminos seguidos por los impulsos nerviosos § en respuesta a estímulos particulares y registrar las modificaciones en la transmisión asociadas con el aprendizaje.
b) Botones sinápticos de Aplysia.
b) Botones sinápticos de Aplysia. Estos botones, que son terminales axónicas de varias neuronas presinápticas diferentes, convergen sobre el cuerpo celular de una sola neurona postsináptica. La investigación con Aplysia ha demostrado que los cambios en la transmisión sináptica desempeñan un papel central en el aprendizaje
Aunque los problemas de la memoria y del aprendizaje son aún tan intrincados (y fascinantes) como lo eran los de la herencia humana hace 50 años, los neurobiólogos parecen encontrarse en el umbral de nuevos niveles de comprensión. Algunos científicos creen que las respuestas vendrán a través de un modelo simple, el equivalente de la Drosophila o del bacteriófago T4. Otros replican que la enorme complejidad del cerebro de los vertebrados nunca se entenderán en términos de modelos simples como los invertebrados y las células aisladas, sino que los secretos residen en la propia extensa red de comunicaciones. Permanezca atento.
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