Los recuerdos son muy difíciles de recordar. Llevo tres semanas recorriendo el Canadá atlántico y mis recuerdos del viaje -fechas, lugares, comidas, aventuras- no coinciden con los marcadores de Google Maps ni con las anotaciones del diario. Mi cerebro estaba aprendiendo nuevas experiencias y codificando recuerdos, pero no con la suficiente fuerza como para durar una semana.

La retención de la memoria empeora con la edad. En el caso de las personas con lesiones cerebrales, como las producidas por un accidente cerebrovascular o un traumatismo cerebral, el deterioro puede ser totalmente debilitante. ¿Y si hubiera una forma de aumentar artificialmente la capacidad del cerebro para retener recuerdos?

La idea suena como un Espejo negro episodio . Pero este mes, un nuevo estudio en Fronteras de la neurociencia humana ha proporcionado algunas de las primeras pruebas de que una «prótesis de memoria» es posible en los seres humanos. La prótesis no es un dispositivo, sino una serie de electrodos implantados en el interior del hipocampo -una estructura enterrada en las profundidades del cerebro que es fundamental para los recuerdos episódicos- que codifica el cuándo, el dónde y el qué de nuestras experiencias diarias.

El montaje se basa en una visión muy poco romántica de la memoria. En lugar de las olas de ricos y detallados, recuerdos emocionales que inundan nuestros cerebros, sostiene que los recuerdos son simplemente señales eléctricas generadas por una autopista neuronal bien regulada dentro del hipocampo. Si podemos captar estas señales mientras una persona está aprendiendo, entonces, en teoría, podríamos reproducir las grabaciones en el cerebro -en forma de descargas eléctricas- y potenciar ese recuerdo en particular.

El equipo se basó en su trabajo anterior de ingeniería de prótesis de memoria. En personas con epilepsia, demostraron que al reintroducir señales neuronales que codificaban un tipo de memoria en una tarea específica, los zaps aumentaban el recuerdo en más de un 50 por ciento.

El estudio incluyó una pequeña cohorte. Pero, increíblemente, los que sufrían una pérdida de memoria previa mostraron las mejores mejoras.

Para ser claros, el equipo no ha desarrollado una cámara de vídeo para la memoria. El sistema imita parcialmente el proceso normal de codificación y recuerdo del hipocampo, que puede ser notoriamente subjetivo y poco fiable. Una prótesis de memoria similar podría no funcionar bien en el mundo real, donde nos bombardean constantemente con nuevas experiencias y recuerdos .

Dicho esto, el estudio muestra una forma de ayudar a las personas con demencia, Alzheimer u otras causas de pérdida de memoria a retener retazos de su vida que de otro modo podrían perderse.

«Es un vistazo al futuro de lo que podríamos hacer para restaurar la memoria». dijo El Dr. Kim Shapiro de la Universidad de Birmingham, que no participó en el estudio, paraMIT Technology Review.

¿Cómo funciona?

Todo se reduce a los impulsos eléctricos que rodean al hipocampo y a su interior.

Acerquémonos. El hipocampo, una estructura con forma de caballito de mar, suele describirse como un centro monolítico de recuerdos. Pero, en lugar de ser un bloque uniforme de queso, se parece más a una salsa de queso de varias capas, con impulsos eléctricos que fluyen a través de las diferentes capas mientras codifica, retiene y recuerda los recuerdos.

Para la prótesis de memoria, el equipo se centró en dos regiones específicas: CA1 y CA3, que forman un circuito neuronal altamente interconectado. Décadas de trabajo en roedores, primates y humanos han señalado esta autopista neuronal como el eje de la codificación de los recuerdos.

Los miembros del equipo, dirigidos por los doctores Dong Song, de la Universidad del Sur de California, y Robert Hampson, de la Facultad de Medicina de Wake Forest, no son ajenos a las prótesis de memoria. Con el «bioingeniero de la memoria», el Dr. Theodore Berger -que ha trabajado en el secuestro del circuito CA3-CA1 para mejorar la memoria durante más de tres décadas- el dream team tuvo su primer éxito en humanos en 2015.

La idea central es sencilla: replicar las señales del hipocampo con un sustituto digital. No es una tarea fácil. A diferencia de los circuitos informáticos, los circuitos neuronales no son lineales. Esto significa que las señales suelen tener mucho ruido y se solapan en el tiempo, lo que refuerza -o inhibe- las señales neuronales. Como dijo Berger en su momento: «Es una caja negra caótica».

Para descifrar el código de la memoria, el equipo elaboró dos algoritmos. El primero, llamado modelo de decodificación de la memoria (MDM), toma una media de los patrones eléctricos de varias personas mientras forman recuerdos. El otro, llamado modelo de entrada y salida múltiple (MIMO), es un poco más sofisticado, ya que incorpora patrones eléctricos de entrada y salida -es decir, el circuito CA3-CA1- e imita esas señales tanto en el espacio como en el tiempo. En teoría, la pulsación de ambas señales eléctricas basadas en MDM y MIMO en el hipocampo debería darle un impulso.

En una serie de experimentos, primero en ratas y monos , entonces en humanos sanos El equipo descubrió que sus prótesis de memoria podían mejorar la memoria cuando los circuitos neuronales se interrumpían temporalmente, como ocurre con las drogas. Pero no basta con puentear los circuitos dañados: lo que querían era una verdadera prótesis de memoria que pudierasustituirel hipocampo si está dañado.

Un mundo nuevo

El nuevo estudio se benefició de un valioso recurso neurocientífico: personas con epilepsia a las que se les implantan electrodos en regiones del cerebro relacionadas con la memoria. Estos implantes, situados en las profundidades del cerebro, ayudan a los neurocirujanos a localizar el origen de los ataques de las personas. Entre los 25 participantes seleccionados, algunos no presentaban más síntomas que la epilepsia, mientras que otros tenían lesiones cerebrales de leves a moderadas.

Esta es la prueba. A los participantes se les mostró una imagen en una pantalla y, tras un retraso, se les mostró la misma imagen con hasta siete alternativas diferentes. El objetivo era elegir la imagen conocida. Cada participante pasó rápidamente por 100-150 ensayos, durante los cuales se registró su actividad en el hipocampo para captar su memoria a corto plazo.

Después de al menos 15 minutos, se mostraron a los participantes 3 imágenes y se les pidió que clasificaran la familiaridad de cada una. Es una tarea complicada: una era una imagen de muestra del ensayo, otra una alternativa que les resultaba familiar y otra nunca vista. Con ello se pretendía captar su memoria a largo plazo.

Un flash forward. Un día entre la retirada de los electrodos, los participantes se sometieron a otra ronda de pruebas de memoria similares a las anteriores. Algunas personas recibieron estimulación eléctrica basada en sus propias señales neuronales, procesadas por el algoritmo MDM o MIMO. Otros recibieron impulsos aleatorios. El último grupo no recibió ningún tipo de estimulación.

En general, la estimulación de los cerebros de las personas con epilepsia aumentó el rendimiento de la memoria en aproximadamente un 15 por ciento. Los que recibieron pulsos con MDM -que utiliza las señales eléctricas promediadas- tuvieron un mísero aumento del 13,8 por ciento. En cambio, el modelo MIMO, que imita las señales neuronales de cada hipocampo, hizo que su rendimiento mejorara en un 36 por ciento.

«Independientemente de la función de memoria de base (deteriorada frente a la normal), el modelo MIMO produce al menos el doble de facilitación en comparación con el modelo MDM», dijo el equipo.

El largo camino por delante

Aunque prometedor, el estudio no es más que el siguiente pequeño paso hacia una prótesis de hipocampo. Como a los participantes se les retiraron los electrodos después de la segunda prueba, no sabemos si los efectos duraron -ni cuánto tiempo-, ni si es necesaria una estimulación continua.

Aunque una prótesis de memoria podría beneficiar a los enfermos de Alzheimer, aún hay que pulir muchos detalles. La configuración de los electrodos en este caso es relativamente tosca: ¿sería posible un microarray o un dispositivo no invasivo? Si es así, ¿debería el dispositivo estar encendido las 24 horas del día? Al fin y al cabo, no recordamos todos nuestros recuerdos: hay una especie de «purga» sináptica que se cree que ocurre durante el sueño.

Por ahora, la tecnología está lejos de estar lista para su uso clínico. Pero es un atisbo de lo que podría ser. Como mínimo, el estudio demuestra que, de forma similar a una miembro protésico no es imposible para las personas que más lo necesitan.

Crédito de la imagen: 근식 박 de Pixabay