El Hipocampo y la memoria espacial

hipocampo


Cuando llegamos a un hotel por primera vez, en ocasiones, nos podemos liar para llegar hasta la habitación. Sin embargo, esta situación no tiende a volver a repetirse una vez que hemos hecho el recorrido y sabemos cuál es su ubicación exacta. Aunque parezca una cuestión sencilla, ¿por qué somos capaces de ir hasta la habitación la segunda vez sin perdernos? ¿Qué mecanismos cerebrales están implicados en nuestra localización espacial? Sin duda, la relación del hipocampo y la memoria espacial es clave en la localización espacial. 

Mediante diferentes investigaciones se ha demostrado que el hipocampo es una estructura cerebral fundamental en la memoria de localización espacial. Gracias a esta estructura somos capaces de movernos por un hotel, así como por una ciudad y por cualquier lugar. A lo largo de este artículo se abordarán diferentes hallazgos fruto de lesiones en el hipocampo, así como diferentes investigaciones y teorías sobre la función de esta estructura.



Lesiones en el hipocampo

A través de diferentes lesiones en el hipocampo se ha podido comprobar la importancia de esta área en la memoria espacial. Como afirma John Pinel (2006), “las lesiones hipocámpicas alteran sistemáticamente el rendimiento en tareas que implican memoria de localización espacial“. Pinel expone dos tareas concretas en las que roedores han tenido dificultad para alcanzar un desarrollo eficaz. Estas tareas son el laberinto de brazos radiales y el laberinto de agua de Morris.

La prueba del laberinto de agua de Morris, consiste en meter a ratas ilesas en diferentes puntos de una piscina circular con agua turbia. Su objetivo es llegar a una plataforma fija que está oculta bajo la superficie. Cuando la rata ha encontrado por primera vez la plataforma, en los siguientes intentos es capaz de ir directamente a ella sin dar demasiados rodeos. Sin embargo, los roedores con alteraciones en el hipocampo aprenden con bastante dificultad esta tarea.

Por otro lado, en la prueba del laberinto de brazos radiales, varios brazos emanan de una cámara central que supone el punto de partida. Todos los días se pone comida al final de los mismos brazos. Las ratas sin lesiones en el hipocampo aprenden a visitar únicamente los pasillos en los que al final se les coloca comida. Cabe destacar que no visitan más de una vez al día el mismo brazo.

En esta prueba entra en juego la memoria de referencia y la memoria de trabajo. La memoria de referencia se refleja en el hecho de visitar solo los brazos en los que hay comida. Como define Pinel, es la capacidad de “retener los principios generales y las habilidades que se requieren para realizar una tarea”. La memoria de trabajo se observa a través de la única visita que realiza el roedor al brazo con comida. Las ratas con lesión en el hipocampo presentan alteraciones importantes tanto en la memoria de referencia como la de trabajo en esta prueba.

Hipocampo y memoria espacial: células de lugar

Las células de lugar tienen un papel importante en la relación del hipocampo y la memoria espacial. Investigaciones como la de Best, White y Minai (2001), afirman que en el hipocampo se encuentran un gran número de células de lugar. Al parecer, estas neuronas solo se activan cuando un individuo se encuentra en un lugar concreto, esto es, los campos de lugar de la neurona. Si nos basamos en el ejemplo de la piscina de Morris, cuando la rata es introducida por primera vez en el agua, ninguna de sus neuronas hipocampales tiene un campo de lugar en ese momento.

A medida que el roedor se familiariza con el entorno y la plataforma, un gran número de neuronas piramidales del hipocampo adquieren un campo de lugar. ¿Qué significa esto? Que solo se disparan cuando la rata está en una zona específica del entorno de prueba. Cada célula de lugar posee un campo de lugar en una parte distinta del entorno. A través del disparo de estas células, la rata es capaz de saber en qué entorno se encuentra.

Estudios sobre el hipocampo y la memoria espacial

Las ratas son un buen ejemplo de la importancia del hipocampo en cuanto a la memoria espacial, pero también se ha estudiado en aves y seres humanos. En 1989, Sherry Vaccarino, investigaron el comportamiento de las aves en relación a la comida. Cierta especie de aves es capaz de recordar cientos de escondites en los que han guardado su comida para administrársela poco a poco. Hallaron que estas aves tenían un hipocampo mayor que aquellas que no guardaban su comida.

En el año 2000, se realizó un experimento en humanos. Este hallazgo se hizo bastante popular ya que se llevó a cabo con taxistas londinenses. El equipo de Maguire usó la resonancia magnética estructural para averiguar el tamaño del hipocampo de este grupo de taxistas que habían recibido entrenamiento espacial intensivo. Averiguaron que los taxistas londinenses que llevaban más de veinte años de profesión, tenían más sustancia gris en el hipocampo posterior de lo normal.

Teorías sobre las funciones del hipocampo

Teoría del mapa cognitivo

En 1978, O’Keefe y Nadel, desarrollaron la teoría del mapa cognitivo sobre la función del hipocampo. Esta teoría postula que en el encéfalo existen diferentes sistemas especializados en el recuerdo de diferentes tipos de información. La función del hipocampo sería almacenar recuerdos en relación a la memoria espacial. Ambos autores afirman que el hipocampo elabora y almacena mapas alocéntricos del mundo exterior a partir del input sensorial que recibe.

¿A qué se refieren los autores con mapas alocéntricos? Hacen alusión a “una representación del espacio basada en relaciones entre objetos externos y delimitaciones; en contraposición, egocéntrico alude a una representación del espacio basada en las relaciones con la posición propia”.

Teoría de la asociación de configuraciones

Rudy y Sutherland propusieron en 1992 la teoría de la asociación de configuraciones. Dicha teoría se basa “en que la memoria espacial es una manifestación específica de una función más general del hipocampo”. Rudy y Sutherland aseguran que “el hipocampo participa en la retención del significado comportamental de combinaciones de estímulos, pero no de estímulos individuales”.

Por ejemplo, según esta teoría, el hipocampo participa en el recuerdo de que un sonido intermitente en un contexto concreto indica comida, pero no que un sonido intermitente indica comida de forma independiente del contexto.

Reconocimiento de objetos

Brown y Aggleton (2001), propusieron una teoría sobre la función del hipocampo en el reconocimiento de objetos y su relación con respecto a la corteza entorrinal. Según los autores, el hipocampo destaca en el reconocimiento del lugar en el que se encuentran los objetos, y la corteza entorrinal sería la encargada de las tareas del reconocimiento de dichos objetos.

Bibliografía

  • Best, P., White, A. y Minai, A. (2001). Spatial processing in the brain: the activity of hippocampal place cells. Annual review neuroscience, 24, 459-486.
  • Brown, M. y Aggleton, J. (2001). Recognition memory: what are the roles of the perirhinal and hippocampus? Natural Review Neuroscience, 2, (1), 51-61.
  • Maguire, E., Gadian, D., Johnsrude, I, Good, C. et als. (2000). Nagigation-related structural change in the hippocampi if taxi driver. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97, (8), 4398-4403.
  • O’Keefe, J. y Nadel Lynn. (1978). The hippocampus as a cognitive map. London: Oxford University Press
  • Sherry, D. y Vaccarino, A. (1989). Hippocampus and memory for food caches in black-capped chickadees. Behavioral Neuroscience, 103, (2), 308-318.
  • Pinel, J. (2006). Biopsicología. Madrid: Addison-Wesley
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