Identifiquen els mecanismes neuronals que reforcen o debiliten els records durant el son

Els investigadors han utilitzat una tècnica experimental que permet induir de manera «artificial» la reactivació de records.
Els investigadors han utilitzat una tècnica experimental que permet induir de manera «artificial» la reactivació de records.
Recerca
(11/10/2017)

Un estudi liderat per la Universitat de Barcelona ha identificat el procés cerebral que, mentre dormim, reforça o debilita els records dels esdeveniments diaris. Segons el treball, publicat a la revista científica The Journal of Neuroscience, el cervell reactiva durant el son xarxes de records que estan relacionats entre si, en lloc de records aïllats. A més, els investigadors demostren que en aquest procés de reactivació, el cervell també promou lʼoblit de la informació menys rellevant i menys assentada a la xarxa de records.

Els investigadors han utilitzat una tècnica experimental que permet induir de manera «artificial» la reactivació de records.
Els investigadors han utilitzat una tècnica experimental que permet induir de manera «artificial» la reactivació de records.
Recerca
11/10/2017

Un estudi liderat per la Universitat de Barcelona ha identificat el procés cerebral que, mentre dormim, reforça o debilita els records dels esdeveniments diaris. Segons el treball, publicat a la revista científica The Journal of Neuroscience, el cervell reactiva durant el son xarxes de records que estan relacionats entre si, en lloc de records aïllats. A més, els investigadors demostren que en aquest procés de reactivació, el cervell també promou lʼoblit de la informació menys rellevant i menys assentada a la xarxa de records.

En el treball han participat Javiera Oyarzún, com a primera signant, i els professors ICREA Ruth de Diego Balaguer i Lluís Fuentemilla, tots ells investigadors del Grup de Cognició i Plasticitat Cerebral de la UB, de lʼInstitut de Neurociències de la UB i de lʼInstitut de Recerca Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL). També hi han col·laborat Joaquín Morís, de la Universitat dʼOviedo, i David Luque, de la Universitat de Nova Gal·les del Sud, a Austràlia.

Tècnica per reactivar records

Una de les preguntes més rellevants en el camp de la memòria és saber com seleccionem les experiències que recordarem en el futur. Investigacions científiques han demostrat que, mentre dormim, el cervell reactiva alguns dels records que codifiquem durant el dia perquè es puguin emmagatzemar a llarg termini. Per aprofundir en aquest mecanisme de depuració, els investigadors han utilitzat una tècnica experimental que permet induir de manera «artificial» la reactivació de records.

Aquesta tècnica associa un estímul sensorial a un record per induir-ne posteriorment de manera artificial la reactivació durant el son. Per a lʼestudi, els participants havien de memoritzar la localització en una quadrícula de dues tandes de quinze parelles de cartes idèntiques amb dibuixos dʼanimals, mitjans de transport o instruments musicals. En una primera tanda, les cartes estaven situades en diferents posicions dins de la quadrícula, i en la segona, una de les cartes de la parella canviava de localització respecte a lʼinici, mentre que lʼaltra es mantenia al mateix lloc. Per tant, la tasca exigia als participants formar dos conjunts diferents de traces de memòria que compartien un element comú: la posició dʼuna de les cartes de la parella. A més, per a la segona tanda, les parelles de cartes sʼacompanyaven de sons relacionats amb el contingut del dibuix que hi havia en cada cas. Dʼaquesta manera, els investigadors podien induir posteriorment la reactivació del record per a aquestes posicions presentant els sons mentre els participants dormien al laboratori.

Així, mentre els participants dormien, els investigadors van presentar la meitat dels estímuls auditius seleccionats aleatòriament (sons dʼanimals, transports o instruments musicals) i, per tant, van reactivar els records de les posicions de les cartes associades a cada so. Quan els participants es despertaven, els investigadors avaluaven el record de la localització de la primera tanda de cartes que no havien estat associades a cap so, però que compartien un element (estaven relacionades) amb les reactivades i no reactivades durant el son.

Per manipular la força dʼassociació entre els records relacionats de la primera tanda amb els de la segona, els investigadors van usar dos grups de participants. Un grup va aprendre les dues tandes de cartes consecutivament (grup continu), de tal manera que sʼestablia una estreta relació entre elles. Un segon grup va aprendre la segona tanda de cartes tres hores després dʼhaver après la primera (grup tardà): dʼaquesta manera, els dos conjunts de records estaven dèbilment relacionats.

Records reactivats en xarxa

Els resultats van revelar que el grup continu recordava millor les localitzacions de la primera tanda de cartes que estaven relacionades amb les que havien estat reactivades durant el son. És a dir, que els records de la segona tanda de cartes reactivades a través dels sons ajudaven a recordar la localització de les parelles relacionades de la primera tanda (dʼigual dibuix i posició de la primera carta). «En el primer grup, els records estaven fortament associats ja que es van codificar en un context temporal molt proper i similar. Aquesta característica permet que aquests records es beneficiïn de la reactivació dʼaltres elements de la xarxa, ja que representen informació consistent i important», explica el director de lʼestudi, Lluís Fuentemilla.

A més, els investigadors van trobar lʼefecte oposat per al segon grup de participants. Les posicions de les cartes de la primera tanda relacionades amb les que sʼhavien reactivat durant el son es recordaven menys que les cartes relacionades amb les que no havien estat reactivades amb sons. Per Javiera Oyarzún, primera autora de lʼarticle, «aquests resultats demostren per primera vegada que hi ha un mecanisme actiu i selectiu dʼoblit de records irrellevants o poc freqüents que ha estat implementat durant el son». Així, la reactivació dʼun record concret, aquí induïda experimentalment a través dels sons, té un impacte en els records dʼexperiències similars adquirides prèviament. En aquest cas, els records que mantenien un vincle fort es beneficiaven de la reactivació i es preservaven, mentre que els que tenien una força associativa menor amb el record reactivat eren activament oblidats. Mitjançant aquest mecanisme cerebral, el nostre sistema de memòria sʼadaptaria a la necessitat de preservar de manera prioritària aquella informació que pugui ser útil en el futur. «Aquesta estratègia és altament adaptativa ja que ens permet de trobar patrons en lʼambient i poder predir què podria passar si ens trobem amb alguna experiència similar a altres que ja hem experimentat. Alhora previndria que el record dʼinformació que representa característiques de lʼambient poc freqüents o inconsistents es conservi a llarg termini, evitant així interferències de la memòria en el futur», explica Lluís Fuentemilla.

Diferències en lʼactivitat electrofisiològica

En lʼestudi també es va analitzar lʼactivitat electrofisiològica cerebral dels participants durant la reactivació dels records i es van detectar diferències entre els dos grups. Els registres de tots dos estaven situats en la franja theta durant el procés de reactivació, però només el grup que va presentar un increment de lʼoblit va registrar activitat electrofisiològica en el rang beta. Segons els investigadors, el fet que el mateix protocol dʼestimulació durant el son provoqui una activitat oscil·latòria diferent podria indicar que el cervell implementa dos mecanismes neuronals diferents per al reforç i lʼoblit. «Lʼactivitat en el rang beta significaria llavors la posada en marxa dʼun mecanisme neuronal regulador addicional per debilitar els records conflictius i irrellevants i mantenir així la xarxa de records estable i eficient», assenyala Javiera Oyarzún.

Referència de lʼarticle:

J. Oyarzún, J. Morís, D. Luque, R. de Diego-Balaguer i L. Fuentemilla. «Targeted memory reactivation during sleep adaptively promotes the strengthening or weakening of overlapping memories». The Journal of Neuroscience, juliol de 2017. Doi: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3537-16.2017