Neurociencia Cognitiva PDF - Tema 3. Memoria

NEUROCIENCIA COGNITIVA TEMA 3. MEMORIA1 ÍNDICE 1. Introdución. p. 2 1.1 Definición. Clasificacións da memoria. Tipos/Sistemas de memoria e Procesos de memoria. 1.2 Breve historia das investigacións sobre as bases biolóxicas da memoria p. 2 p. 6 2. Memoria a curto prazo, memoria de traballo / me...

NEUROCIENCIA COGNITIVA TEMA 3. MEMORIA1 ÍNDICE 1. Introdución. p. 2 1.1 Definición. Clasificacións da memoria. Tipos/Sistemas de memoria e Procesos de memoria. 1.2 Breve historia das investigacións sobre as bases biolóxicas da memoria p. 2 p. 6 2. Memoria a curto prazo, memoria de traballo / memoria operativa 2.1 Modelos de MCP e de memoria de traballo (operativa) 2.2 Tarefas para poñer a proba a MT 2.3 Rexións cerebrais implicadas na MT 2.3.1 Rexións cerebrais implicadas nos sistemas responsables do almacenamento e refresco 2.3.2. Rexións cerebrais implicadas no sistemas responsables do manexo da información en MCP. Executivo central. 2.3.3. Datos que apoian o papel das áreas cerebrais ligadas aos procesos de MT/MO 3. Memoria a longo prazo (MLP) p. 13 p. 14 p. 15 p. 17 p. 17 p. 18 3.1 Memoria declarativa ou explícita. Aspectos xerais 3.1.1 Bases neurais da MLP declarativa: O lobo temporal medial (LTM). 3.1.2 Procesos de memoria na MLP declarativa: consolidación/almacenamento; recuperación. 3.1.3 Memoria espacial p. 9 p. 10 p. 12 p. 13 Codificación; 3.2. Memoria a longo prazo non declarativa ou implícita p. 28 p. 39 p. 42 4. Influencia das emocións sobre a memoria p. 44 BIBLIOGRAFÍA p. 45 1 O texto para estudo do tema está en letra Arial de tamaño 12. O texto en Arial tamaño 11 e os “cadros” son para lectura, mellorar a comprensión, ampliación, repaso. 1 1. Introdución. Os humanos e outros animais estamos a adquirir nova información de forma continua, que combinamos coas experiencias adquiridas previamente na nosa vida; é dicir, aprendemos, ben por exposición simple ou por repetición da información, de experiencias ou accións. A memoria é a capacidade de gardar información, de forma temporal ou permanente, para poder recuperala e utilizala cando se precise. Sen memoria non teriamos pasado nen futuro, so presente. Sen memoria non teriamos identidade. “A memoria é o centinela do cerebro” (W. Shakespeare). “Somos nuestra memoria, somos ese quimérico museo de formas inconstantes, ese montón de espejos rotos” (J.L. Borges). “Os recordos son enganosos porque están coloreados cos eventos do presente” (A. Einstein). “Arrastramos connosco, sen decatármonos delo, a totalidade do noso pasado” (H. Bergson) Pero, como se almacena esa información no noso cerebro?, onde está almacenada esa información?, como somos quen de acceder a ela?, como cando accedemos a un recordo se evocan outros recordos relacionados? Neste tema trataremos de dar resposta a algunha destas preguntas sobre as bases cerebrais da memoria. 1.1 Definición. Clasificacións da memoria. Tipos/Sistemas de memoria e Procesos de memoria. O aprendizaxe refírese aos procesos por medio dos cales o sistema nervioso adquire nova información, a través de mecanismos de plasticidade neural, nos niveis celular e molecular. A plasticidade é unha capacidade do cerebro de cambiar como resultado da experiencia; por exemplo, mediante o cambio no patrón de conectividade sináptica entre neuronas, ou mediante o establecemento de novas sinapses. O aprendizaxe pode ter lugar en diversas rexións do cerebro e diferentes partes do cerebro están especializadas en diferentes tipos de aprendizaxe (Gazzaniga et al., 2019). A memoria é unha das funcións cerebrais complexas máis importantes. É a habilidade para adquirir nova información, almacenala e, máis tarde, recuperar información da experiencia pasada, tanto de forma consciente como inconsciente. Sen esta habilidade, sería imposible o acceso ás experiencias pasadas e a utilización da información aprendida para actuar no presente e para planificar o futuro. A memoria fai referencia ao que foi aprendido; é dicir, a diversos procesos cerebrais relacionados coa adquisición (aprendizaxe), a retención ou almacenamento, a recuperación e uso de diferentes tipos de información, coñecemento (relativo a un mesmo e sobre o mundo) e destrezas ou habilidades (motoras e cognitivas). Pódese definir como o “mecanismo polo que as experiencias pasadas [almacenadas] alteran a conduta actual” (Purves et al, 2008). 2 As investigacións sistemáticas, desde mediados do pasado século XX, puxeron de manifesto que hai varios tipos de memoria, mediados por diferentes sistemas cerebrais. É dicir, a memoria non é un fenómeno unitario, pois algunhas formas de información retéñense so brevemente, mentres outras memorias duran toda a vida. Na actualidade distínguense varios tipos ou sistemas de memoria en función de aspectos como (1) a duración ou persistencia da información almacenada; (2) o tipo de información que se adquire e almacena, (3) os principios que rexen a súa organización, (4) a súa capacidade de almacenamento e (5) que partes do cerebro son esenciais para a súa integridade. - Con base á duración da memoria almacenada, e tamén de capacidade de almacenamento, distínguese entre memoria a curto prazo (MCP, que inclúe a memoria de traballo ou memoria operativa MT/MO), que pode persistir durante segundos a minutos, e memoria a longo prazo (MLP), que pode persistir minutos, horas e ata toda a vida. - Con base aos tipos de información almacenada e das partes do cerebro que a sustentan, distínguese entre memoria declarativa ou explícita, a memoria consciente para feitos que aprendemos (memoria semántica) e para eventos que experimentamos (memoria episódica); e memoria non declarativa ou implícita, que é a memoria non consciente e que non se expresa verbalmente, senón a través de accións ou procedementos (á súa vez subclasificada en priming ou facilitación, memoria de destrezas ou procedimental e condicionamento). A memoria declarativa relaciónase coas estruturas do lobo temporal medial e áreas relacionadas; mentres que a memoria non declarativa se asocia maioritariamente con estruturas subcorticais (ganglios basáis, cerebelo, amígdala ou córtex sensoriais) - Desde o enfoque dos procesos, operacións ou estadios de procesamento que require a memoria, sexa do tipo que sexa, tres son os procesos principais: Codificación (adquir/consolidar); almacenamento; recuperación. 1. Codificar: Incorporar nova información e rexistrala (por ex., nunha Biblioteca, codificar é poñer o código de rexistro a un novo libro para incluílo no catálogo da Biblioteca). Segundo Gazzaniga et al. (2019) “é o procesamento da información e as experiencias entrantes, que crea trazos de memoria”. A codificación consta de dous pasos (Gazzaniga et al., 2019): 1.1. Adquisición. Os sistemas sensoriais están sendo continuamente bombardeados por múltiples estímulos, a maioría dos cales producen so unha resposta sensorial transitoria e moi breve que se esvae rapidamente, sen acadar a memoria a curto prazo. Durante ese intervalo, non obstante, os estímulos están dispoñibles para o procesamento. So algúns destes estímulos son mantidos e 3 adquiridos pola memoria a curto prazo. Destes, so algúns trazos de memoria parecen superar o segundo paso: 1.2. Consolidación. Neste paso os cambios plásticos no cerebro estabilizan a memoria co tempo, resultando en memoria a longo prazo. A consolidación pode durar minutos, horas, días, anos, e crea unha representación cerebral máis forte do suceso ao longo do tempo. A consolidación implica cambios na expresión de xenes, na síntese de proteínas e outros mecanismos de plasticidade sináptica que posibilitan a persistencia dos recordos ao nivel celular (Purves et al., 2018). 2. Almacenar: Gardar a información na memoria ata que se precise (por ex., o libro, co código correspondente, colócase nos estantes da sección apropiada en función do código asignado). É o resultado da adquisición e da consolidación, e representa o rexistro permanente da información, a retención dos trazos de memoria. 3. Recuperar: Recobrar o recordo cando se precisa (por ex., para recuperar un libro da biblioteca, hai que acceder ao catálogo e mirar o código, para saber onde está situado; logo ir ao estante no que está depositado e collelo). Recuperar implica o acceso aos trazos de memoria almacenados, que poden axudar na toma de decisións e a cambiar a conduta presente e futura. Cabe indicar que temos acceso consciente a algunha, pero non a toda a información almacenada en memoria (Gazzaniga et al., 2019). - Por último, segundo o nivel de análise, pódense diferenciar os procesos de consolidación e almacenamento (entendendo o primeiro como o proceso dinámico polo que se fixan os recordos na memoria e o segundo como o proceso máis estático polo que estes permanecen). Así mesmo, na recuperación pódense diferenciar distintas formas, segundo o nivel de profundidade ou de seguridade do recordo, como o mero recoñecemento (familiaridade, "I know it", sóame) a respecto do recordo ("recollection", "I remember it", seino). Neurociencia Cognitiva. T3. Memoria TIPOS OU SISTEMAS DE MEMORIA En función dos aspectos temporais seg min Memoria a curto prazo (MCP) horas anos Memoria a longo prazo (MLP) En función do tipo de recordos Memoria non declarativa, implícita Priming Destrezas (procedimental) Esquema adaptado de Rosenzweig et al (2005) Condiciona mento Memoria declarativa, explícita Semántica Episódica Fig. 1. Distintos tipos e sistemas de memoria que foron descritos con base a investigacións sistemáticas realizadas desde finais do século XIX ata o presente; non obstante, as bases neurais deses tipos e sistemas de memoria non se comezaron a esclarecer ata a segunda metade do s. XX e no s. XXI. 4 Cadro 1. Memoria. Termos e conceptos básicos Memoria: mecanismo polo que as experiencias pasadas alteran a conduta actual Memoria a curto prazo (que se refire a calquera retención momentánea de información) / Un subtipo especial da MCP é a memoria de traballo (MT) ou memoria operativa (MO), que require un mantemento activo da información ao servizo da tarefa en curso. A MT defínese como: o conxunto de procesos que están implicados no control, regulación e mantemento de información relevante para a tarefa ao servizo de operacións cognitivas complexas. Mantemento temporal e manipulación de información non dispoñible nese momento para os sentidos pero necesaria para acadar con éxito obxectivos condutuais a curto prazo. Ten capacidade limitada (7 + 2) e duración de segundos a minutos. Memoria a longo prazo: capacidade de adquirir e recuperar información sobre longos períodos de tempo (desde minutos ata décadas). Ten capacidade ampla ou ilimitada. Pódense distinguir dous tipos ou sistemas: M. Declarativa (explícita) e M. non declarativa (implícita). 1. Memoria declarativa: aquela explicitamente dispoñible para o recordo deliberado de feitos, acontecementos ou estímulos específicos. É o almacenamento e recuperación de material que está accesible á conciencia e que pode ser expresada coa linguaxe (Purves et al., 2018). Nela distínguense dous tipos: 1.1. Memoria episódica: repertorio de percepcións de acontecementos organizados temporalmente e identificadas por un contexto particular; o almacenamento e recordo de experiencias persoais acontecidas nun tempo e lugar determinados 1.2. Memoria semántica: referida ao coñecemento xeral do mundo; o almacenamento e recordo de coñecementos que representan feitos e conceptos, ou palabras e os seus significados 2. Memoria non declarativa: inclúe aprendizaxes perceptivas, estímulo-resposta e motoras das que non se é necesariamente consciente e que se expresan a través da execución. Nela distínguense tres tipos: 2.1. Priming: referida ao procesamento facilitado dun estímulo particular baseado en encontros previos co mesmo estímulo ou con estímulos relacionados en ausencia de consciencia do primeiro encontro 2.2. Memoria de destrezas, procedimental: mellora gradual na execución como resultado da práctica dunha tarefa motora ou 2.3. Condicionamento: formación de asociacións simples entre estímulos diferentes e entre estímulos e respostas Amnesia anterógrada: incapacidade de formar novas memorias (recordos) despois dun suceso neurolóxico (traumatismo cranioencefálico, ictus, tumor, infección, intoxicación, etc). Amnesia retrógrada: incapacidade de recuperar recordos previos a un suceso neurolóxico 5 1.2 Breve historia das investigacións sobre as bases biolóxicas da memoria Malia a importancia da memoria nas nosas vidas (non so nos permite actuar no presente e planificar o futuro a partir das experiencias pasadas da nosa vida, senón tamén configura a nosa personalidade e define quen somos), os primeiros estudos sistemáticos sobre a memoria humana realizáronse hai tan so 140 anos. En 1881, Ribot (“Les Maladies de la Mémoire”) aportou a primeira descrición sistemática de pacientes amnésicos, sinalando que cando unha lesión cerebral causa un déficit de memoria, os recordos recentes son máis susceptibles de afectación que os recordos remotos (Lei de Ribot, do gradiente temporal da amnesia retrógrada). En 1885, Ebbinghaus (“Uber das Gedachtnis”/Sobre a memoria) foi o primeiro en aplicar aproximacións experimentais sistemáticas ao estudo da memoria normal humana, mostrando que algúns recordos son de curta duración, mentres outros poden durar días, meses ou anos; ademais, a cantidade de repetición pode influenciar a duración da memoria. En 1890, James (“Principles of Psychology”) realizou distincións entre o que denominaba memoria primaria, a información que constitúe o foco actual da atención, e memoria secundaria, a que persiste incluso despois de que se retirase da conciencia. A comezos do s. XX, Ramón y Cajal, describiu de forma prolixa e precisa as proxeccións das neuronas das capas II e III do córtex entorrinal ao xiro dentado da formación hipocámpica. Baseado nesas proxeccións, Cajal especulou que as función do córtex entorrinal e do hipocampo deberían estar estreitamente ligadas entre sí (Suzuki, 2009); e probablemente asociadas coa memoria. Especulou tamén sobre a plasticidade neural, as redes neuronais e os mecanismos plásticos na comunicación interneuronal, posible base da memoria. A partir dos anos 20 do s. XX, o maior debate sobre a memoria centrábase en se esta función estaba localizada nunha determinada rexión cerebral ou estaba distribuída por todo o cerebro. Os resultados de estudos experimentais pioneiros eran contraditorios. Así, Lashley, levou a cabo unha serie de experimentos para resolver este debate. Adestrou ratas para correr nun labirinto espacial simple e logo examinou o efecto de lesións en diferentes partes do seu córtex sobre a conduta. Observou que canto máis grande era a lesión cortical, máis severo era o déficit de memoria na execución do labirinto, con independencia da área lesionada. Lashley propuxo como explicacións os Principios de “Acción de Masa” e da “Equipotencialidade”, que sostiñan que os recordos non estaban localizados en rexións específicas do cerebro, senón que a memoria estaba amplamente distribuída sobre as rexións corticais, que actuaban holisticamente; polo que na súa afectación importaba máis o volume da lesión que a área concreta na que se producise. Ademais, afirmaba que se algunhas partes do cerebro sofren dano, outras partes poderían asumir o seu papel sen que se altere a función. A mediados do século XX predominaba aínda a concepción holística da memoria e da súa interacción coas funcións intelectual e perceptiva. A concepción minoritaria defendía que os recordos se formaban pola potenciación das interaccións entre as neuronas que forman parte dunha rede neural e que as distintas capacidades mentais son produto da actividade de rexións discretas do córtex que teñen funcións específicas, polo que a memoria ou a linguaxe, estarán representadas en rexións distintas e específicas de cada función. 6 Datos de investigacións da segunda metade do século XX puxeron de manifesto que a memoria ten un substrato neural, celular e molecular, que implica plasticidade a nivel sináptico e interaccións entre redes de neuronas. Cabe resaltar as formulacións de Hebb (discípulo de Lashley, pero seguidor das formulacións de Cajal), sobre os “engramas” como asembleas neuronais interactivas, nas que se almacenarían os recordos mediante a potenciación das súas sinapses. Por outra banda, as investigacións de Penfield sobre os efectos da estimulación eléctrica directa en determinadas áreas corticais puxo de manifesto que en áreas temporais e parietais podíanse evocar imaxes e sensacións que poderían estar almacenadas na memoria. Os traballos de Kandel e outros, coas investigacións sobre as bases celulares da aprendizaxe e a memoria nun modelo animal (a Aplysia –lebre de mar-), que foron recoñecidas co premio Nobel de Fisioloxía, en 2000, que implican a redes interactivas de poboacións neuronais de diversas áreas cerebrais (como tamén puxeron de manifesto outras investigacións, en pacientes con lesións cerebrais localizadas). Non obstante, o cambio máis importante na concepción das bases neurais da memoria produciuse a partir do ano 1957, cando Scoville e Milner, publicaron un artigo2 sobre un total de 10 casos “de perda de memoria recente despois de lesións bilaterais do hipocampo”. Eses pacientes foron sometidos a cirurxía da epilepsia ou de patoloxías psiquiátricas (esquizofrenia, psicose maníaco-depresiva), con extirpación bilateral de áreas cerebrais en varias rexións. Nese artigo informaban dun resultado sorprendente: a extirpación desas áreas do cerebro, pero particularmente dos hipocampos e áreas circundantes (no lobo temporal medial) comportaba perdas irreparables na memoria (amnesias). Esa perda de memoria foi mellor estudada no paciente H.M., quen na mocidade mostraba unha epilepsia refractaria ao tratamento farmacolóxico, polo que recibiu unha ampla resección bilateral dos polos temporais, incluíndo hipocampo e córtex temporal circundante. Neste caso a perda de memoria afectou aos anos previos á lesión (amnesia retrógrada) máis, sobre todo, daba lugar a incapacidade para consolidar información nova na memoria a longo prazo declarativa (amnesia anterógrada). Ademais, mentres a amnesia de HM afectaba á memoria para todas as modalidades sensoriais postas a proba (visual, auditiva, somestésica e olfactoria), as súas habilidades cognitivas e intelectuais xerais estaban preservadas. Tamén estaban preservadas a memoria a curto prazo, memoria de traballo, ademais da memoria non declarativa. O importante dos casos de amnesias por lesións cerebrais diversas (por cirurxía, por enfermidades –infeccións, ACV, tumores- ou por traumatismos físicos ou psicolóxicos) en humanos (casos H.M., K.F., E.P., C.W., N.A., etc3) non é so o rechamante e impactante dos seus déficits, que inevitablemente espertan o interese do auditorio, senón polo que teñen ensinado sobre os tipos e os procesos da memoria, xa que poñen de manifesto a disociación entre os sistemas de MCP e MLP (así, H.M. tiña afectada a MLP declarativa, pero non a MCP; mentres que K.F. presentaba unha afectación selectiva da MCP, pero non da MLP). Dentro da MLP, observáronse tamén disociacións entre a memoria declarativa ou explícita (na que presentaban amnesia anterógrada) e a memoria non declarativa (implícita), que non se viu 2 Scoville, W. B. & Milner, B. Loss of recent memory after bilateral hyppocampal lesions. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatr. 296, 1–22 (1957). 3 Casos semellantes a H.M., foron: EP (quen sufriu unha infección por virus Herpes Simplex, con destrución dos lobos temporais mediais, e vivíu sen poder consolidar nova información en MLP desde entón). Outros casos son o de CW (Clive Wearing, que sufriu tamén unha encefalite herpética, converténdose no “home con 7 segundos de memoria”) ou o de NA (o do florete que lle entrou polo narís, lesionando estruturas diencefálicas, entre outras). 7 afectada. En xeral, a xente con amnesia amosa déficits en tipos específicos de memoria ou en aspectos do procesamento da memoria. Cada tipo de déficit funcional está asociado cunha lesión nunha rexión cerebral distinta (por ex., danos no hemisferio esquerdo (HE) poden resultar en déficits selectivos na memoria verbal, mentres que danos no HD poden resultar en déficits na memoria non verbal). Os estudos de lesións cerebrais en humanos (e outros estudos posteriores con humanos e outros animais) demostraron diversos principios fundamentais da organización da memoria no cerebro: Primeiro, mostrou definitivamente que a memoria podía estar localizada en rexións cerebrais. Segundo, demostrou que a memoria podía ser estudada independentemente doutras funcións cognitivas xerais (percepción, atención, linguaxe, funcións executivas,…). Terceiro, abriu o camiño para demostracións máis recentes de que o lobo temporal medial ten un rol crítico e específico no establecemento da memoria declarativa para feitos e eventos. Cuarto, foron un catalizador para os estudos experimentais posteriores centrados en definir de forma máis precisa a base neuroanatómica dos diferentes tipos e sistemas de memoria, tanto en humanos con lesións cerebrais, como en animais non humanos; e tanto a nivel de sistemas neurais como no nivel celular e molecular. Quinto, confirmouse a existencia de distintos tipos e sistemas de memoria, sustentados en diferentes redes cerebrais distribuídas, parcialmente superpostas, entrecruzadas e profusamente interconectadas, 4 que son modificadas pola experiencia. Estas redes teñen unha distribución xerárquica: as redes posteriores serven ás memorias sensoriais e as anteriores ás memorias executivas; e ambas se organizan desde o simple e concreto ao complexo, abstracto e xeral. 4 Neuronas ou poboacións de neuronas poden formar parte de varias redes de procesamento (solapamento/ superposición), optimizando así a súa funcionalidade; ademáis as poboacións neuronais dun nodo de cada rede funcional intercomunícanse con neuronas do mesmo nodo e con neuronas de outros nodos da rede (interconexión profusa), cunha disposición xerarquizada. Velaí onde reside a memoria. 8 2. Memoria a curto prazo, memoria de traballo / memoria operativa A memoria a curto prazo (MCP) defínese como o tipo ou sistema de memoria que se ocupa de manter durante uns segundos (ou minutos) a información que se está a procesar e que ten unha capacidade limitada. Cadro 2. A memoria sensorial Hai controversia entre os autores se considerar ou non a “memoria sensorial”, como unha forma de memoria a curto prazo ou como parte do sistema atencional humano. Imaxinemos que estamos vendo na televisión os 3 quilómetros finais dunha etapa de montaña do Tour de Francia na que vai escapado o noso ídolo, pero a so 30 s. vai un grupo perseguidor, e o liderado depende da vitoria nesa etapa. Estamos moi concentrados nos detalles da retransmisión atentos ao que acontece na etapa e emocionados polo posible resultado. De súpeto entra na sala a nosa parella e nos di algo ao que non lle prestamos atención e remata dicindo: “…nunca me fas caso e nunca te decatas do que che digo!!!”. Nese momento, a nosa atención desvíase da TV ao que nos dixo a nosa parella e rapidamente lle dicimos: “Si que o escoitei, e si, puxen o lavalouzas a funcionar”. A frase emitida pola parella e á que non atendemos antes (“puxeches a funcionar o lavalouzas?”) parece como se persistise como un eco na nosa cabeza, que podemos recuperar ao enfocar, de forma rápida, a nosa atención nela (se tratamos de recuperala de forma rápida podemos atopar que aínda está aí). Este tipo de memoria é a memoria sensorial, un almacén transitorio da información entrante que permite dispoñer desa información durante un curto intervalo de tempo (desde ms a s), que tamén chamamos memoria ecoica, para os sons, e memoria icónica para os estímulos visuais. A persistencia dese trazo de memoria sensorial nos humanos ponse de manifesto psicofisiolóxicamente, co potencial de disparidade (MMN), un compoñente dos potenciais evocados que é un índice da memoria sensorial e que permitiu determinar a duración da memoria ecoica (ata 9 ou 10 s) e da memoria icónica (entre 300 e 500 ms), e permitiu, ademais, a localización do citado almacén de memoria sensorial nos córtex sensoriais (auditivo, visual,…). A memoria de traballo (MT) ou operativa, máis que un mero sistema de almacenamento transitorio e pasivo de información, defínese como o conxunto de procesos que están implicados no control, na regulación e no mantemento de información relevante para a tarefa en curso, ao servizo de operacións cognitivas complexas. É un sistema que permite, xa que logo, non só manter activa durante un tempo breve determinada información, senón manipulala, traballar con ela, relacionala con outra información dispoñible e con metas e obxectivos. Está indubidablemente moi ligada á atención selectiva (rede executiva da atención) e aos procesos executivos, así como á memoria a longo prazo. Os contidos da MT poden orixinarse de inputs sensoriais (cando temos que multiplicar mentalmente 13 por 3), máis tamén poden ser recuperados da MLP (como cando imos ao supermercado e ao pasar polos estantes recordamos os produtos da lista da 9 compra que pensamos en casa). En cada caso, a MT contén información que pode ser actualizada e procesada, non meramente mantida ou refrescada. Dependendo do tipo de información a reter, considéranse diferentes tipos de almacéns de MCP/MT, nomeadamente: o almacén fonolóxico e o almacén viso-espacial. - O almacén (bucle) fonolóxico refírese á retención de díxitos, letras, sílabas ou palabras que oímos e que, segundo Miller (1956), ten unha capacidade limitada a sete máis menos dous ítems (ou fragmentos –“chunks”- de información); se ben Cowan (2001) reduce esa capacidade a catro ítems. Este almacén relaciónase con actividade dunha rede de áreas implicadas na percepción e na produción lingüística (Buchsbaum & D’Esposito, 2008). - O almacén (axenda) viso-espacial, para obxectos, ten unha capacidade limitada a catro ou cinco ítems ou conxunción de características dos obxectos. Relaciónase con actividade sostida en rexións do cerebro implicadas na percepción de obxectos (vía visual ventral), que están funcionalmente conectadas con rexións frontais. A axenda visoespacial para localizacións espaciais dos obxectos relaciónase coa actividade sostida na rexión do suco intraparietal (vía visual dorsal - Todd & Marois, 2004-), durante o período de demora entre o estímulo mostra e o estímulo proba (Grazzaley et al., 2004). 2.1 Modelos de MCP e de memoria de traballo (operativa) A visión tradicional que distinguía entre MCP e MLP, defendía que os sistemas operaban serialmente (Modelo serial de Atkinson y Shiffrin 1968). Así, a información inicialmente chega a un procesador de MCP e posteriormente se incorpora a un sistema de MLP máis estable. Esta visión variou posteriormente (Shallice & Warrington, 1970; Warrington & Shallice, 1969) polos estudios realizados nun paciente (K.F.) quen, tras un accidente sufriu graves lesións parietais esquerdas. Este paciente presentaba un déficit severo da memoria verbal a curto prazo (un só díxito directo) xunto a unha normal MLP (medida mediante aprendizaxe de listas de palabras ou pares asociados). Estas observacións permitiron propoñer unha disociación entre os dous sistemas (MCP, MLP) e un funcionamento en paralelo de ambos (Modelo de acceso paralelo á MCP e MLP). Modelo multicompoñente de Baddeley e Hitch (1974) É o modelo máis influínte no estudo e explicación da MCP, Memoria de traballo (MT) / Memoria operativa (MO). Inicialmente foi proposto por Baddeley & Hitch (1974) e máis tarde reformulado por Baddeley (1986, 2000). 10 Segundo este modelo, a MT/MO está conformada por catro subsistemas5: Un bucle fonolóxico, responsable da codificación acústica e o seu almacenamento transitorio e máis do refresco subvogal da información verbal; unha axenda visoespacial, responsable do almacenamento e refresco transitorio da información visual e espacial; un buffer episódico, que soporta o almacenamento, refresco e manipulación de representacións integradas multimodais procedentes da MLP episódica (Baddeley, 2000), e, por último, un executivo central, que definen como un sistema atencional de capacidade limitada responsable do control e coordinación dos anteriores, do manexo da información por eles retida e da cognición en xeral (especificando as metas da tarefa, iniciando e rematando rutinas cognitivas, etc). Cada un deses sistemas, segundo Baddeley, contaría con áreas de almacenamento específicas. Non obstante, diversos datos de investigacións posteriores mostraron que a MT/MO non conta con áreas de almacenamento propias, senón que o mantemento activo de representación relevantes para a tarefa en curso conséguese mediante a activación das mesmas redes ou circuítos neurais nos que se representou perceptivamente esa información (Carretié, 2011, p. 151). A visión alternativa á de Baddeley é a de que non hai áreas propias de almacenamento a curto prazo, senón que a memoria operativa é a activación temporal dos recordos a longo prazo (incluíndo representacións perceptivas de palabras e obxectos) por parte dun sistema executivo prefrontal (Cowan, 2001; D’Esposito, 2007). Esta concepción ten a vantaxe de ser unha explicación máis simple e que pode aplicarse a todos os tipos de información (verbal, visual, olfactiva, táctil, gustativa), pero ten a dificultade de explicar a limitación da capacidade da MT. Hai evidencias de que a MT implica actividade temporal en partes do cerebro implicadas no almacenamento a longo prazo de obxectos, palabras e episodios (D’Esposito, 2007). Ademais, tamén hai 5 Na formulación inicial indicábanse 3 subsistemas. O buffer [memoria intermedia] episódico incorpórase ao modelo na versión de 2003; nos manuais non se detalla qué rexións cerebrais están implicadas. 11 evidencias de que a integridade da MT é importante para a aprendizaxe a longo prazo de novo material, xa que problemas na eficiencia da MCP teñen consecuencias negativas para a aprendizaxe a longo prazo. 2.2 Tarefas para poñer a proba a MT: - Tarefas de emparellamento/recordo demorado. Basicamente, son tarefas nas que se presenta un estímulo de mostra (a codificar en memoria) e, pasado un tempo (uns segundos –intervalo de mantemento-), preséntase un estímulo de proba (Tarefas E1 – E2) e os participantes deben indicar se o estímulo proba coincide (é igual) ou non có primeiro. Na versión máis empregada con animais (simple) na fase de proba preséntanse dous ítems, e recompénsase a elección do que coincide coa mostra (tarefa de emparellamento demorado) ou do que non coincide (tarefa de non-emparellamento demorado, algo máis esixente que a primeira, e que se supón pon en xogo a memoria declarativa). En versións máis complexas (máis empregadas en humanos), utilízase unha serie máis ou menos extensa de estímulos de mostra e de estímulos de proba. Require codificación, mantemento e recuperación (Ex: Tarefa de Sternberg). - Tarefas n-back. Consisten en manter en memoria a representación de cada estímulo mostra dunha ata que se presente o estímulo proba (n = 1, 2, 3, posicións despois; tarefas 1-back, 2-back ou 3-back), e o participante debe dar resposta (por ex., premendo un botón) cando detecta emparellamento (é dicir, o estímulo proba coincide co ítem presentado “n” posicións antes). Ex. de tarefa n-back: 1-back: 1 2 6 3 3 4 7 7 5 6 4 2 8 8 2-back: 1 2 6 2 3 4 5 4 7 2 6 7 6 9 12 2.3 Rexións cerebrais implicadas na MT En xeral, tanto as investigacións con animais (principalmente rexistros de neurona única en primates), como as realizadas con humanos con lesións neurolóxicas, ou con humanos mediante técnicas de neuroimaxe, parecen indicar que as áreas posteriores (parietais e temporais) son as responsables da codificación (o almacenamento transitorio) da información en MT/MO, mentres que as rexións frontais se ocupan do repaso e refresco desta información (bucle fonolóxico e axenda visoespacial), así como do manexo e manipulación da mesma para a resolución de tarefas (executivo central). 2.3.1 Rexións cerebrais implicadas nos sistemas responsables do almacenamento e refresco (bucle fonolóxico, axenda visoespacial e buffer episódico) - Na M.T. verbal (bucle fonolóxico) están implicadas varias rexións nos procesos de: a) Codificación/almacenamento: Rexións posteriores: - Xiro (córtex) parietal inferior esquerdo (BA 40), para as propiedades fonolóxicas; - Xiro (córtex) temporal inferior posterior esquerdo, para as propiedades grafémicas (palabras escritas), e: - Xiro (córtex) temporal medio esquerdo, para propiedades semánticas. b) Refresco/mantemento: Rexións frontais: - Xiro frontal inferior esquerdo posterior (BA 44, área de Broca), para o refresco fonolóxico [articulatorio]; - Xiro frontal inferior esquerdo anterior (BA 45/47), para o refresco semántico. (Ambas rexións forman parte do CPFVL esquerdo). - Na MT visual (axenda visoespacial) están implicadas varias rexións nos procesos de: a) Codificación/almacenamento: Rexións posteriores, con organización por categorías: - Córtex inferotemporal (vía visual ventral) para a MT de obxectos e caras; - Suco intraparietal (vía visual dorsal) para MT espacial (especialmente do HD). A disociación entre MT visual para obxectos e espazo ponse de manifesto en múltiples estudos clínicos, de neuroimaxe funcional e de estimulación mágnética transcranial. b) Refresco/mantemento de información visual: - Xiro frontal inferior, predominantemente esquerdo, para material lingüístico e dereito ou bilateral para obxectos e caras. - Campos oculares frontais, para localizacións visoespaciais. 13 Neurociencia Cognitiva. T3. Memoria MEMORIA A CURTO PRAZO / MEMORIA DE TRABALLO Unha síntese da organización da memoria de traballo: CPFDL: Córtex prefrontal dorsolateral COcF: Campos oculares frontais LPI esq: Lóbulo parietal inferior esquerdo XTM esq: Xiro temporal medial esquerdo XFI esq: Xiro frontal inferior esquerdo Ctx Somatosens: Córtex somatosensorial SIP: Suco intraparietal Ctx TI: Córtex temporal inferior XFI dto: Xiro frontal inferior dereito Ctx Auditivo: Córtex auditivo Imaxe adaptada de Purves et al (2008) 2.3.2. Rexións cerebrais implicadas no sistemas responsables do manexo da información en MCP: Executivo central. - Os estudos, con diversas aproximacións, destacan o papel do córtex prefrontal dorsolateral (CPFDL; AB 9/46) nas tarefas que requiren, non so o mantemento da información en MT, senón tamén a súa manipulación ou estruturación, así como o filtro da información irrelevante para a tarefa en curso. Algúns autores incluen no executivo central outras rexións (ex: polo frontal, córtex cingulado anterior). - Os estudos con primates indican que a actividade prefrontal (CPFDL) é fundamental en situacións nas que hai estímulos distractores, e nas que por tanto se require un manexo máis activo da información a lembrar, alén do mero almacenamento. Así, en tarefas nas que os posibles estímulos proba se presentan secuencialmente, viuse como a actividade das neuronas do córtex visual de asociación que representan ao estímulo mostra mantíñanse no intervalo de demora activas mentres non se presentaba ningún outro estímulo. Cando se presentaban os posibles estímulos proba, desaparecía esta actividade (o córtex visual pasaba a ocuparse da percepción do novo estímulo), pero mantíñase na rexión prefrontal dorsolateral, todo o tempo até a presentación do estímulo proba que era igual ao estímulo mostra. 14 Tamén é chave o CPF cando se trata de manter en MCP asociacións aprendidas, como é o caso das tarefas de emparellamento asociado (nas que a recompensa se presenta ao dar unha resposta ao estímulo B só se foi precedido polo estímulo A, e ao estímulo D se foi precedido polo C). Nestes casos, ao principio do intervalo de demora actívanse as neuronas do córtex prefrontal que representan ao estímulo A (que xa se presentou), pero contra o final deste tempo, actívanse as neuronas que representan o estímulo B (o que se agarda, pois, se aparece, a resposta terá recompensa). E mesmo se ten observado activación do córtex prefrontal asociado á resposta: Se o primate aprende que debe dar a resposta X un certo tempo despois do estímulo A para obter a recompensa, de novo ao final do intervalo de demora se aprecia activación de neuronas que representan a resposta. - Os estudos con humanos permiten, loxicamente, poñer en xogo operacións de control executivo máis complexas (operacións aritméticas, rotación mental, actualización continua da información, inhibición de resposta,...) e, xustamente por iso, os resultados son tamén máis complexos. En todas elas, a activación prefrontal é evidente, atopándose implicación do córtex prefrontal dorsolateral (AB 9/46); máis tamén do polo frontal (AB 10) e o xiro cingulado anterior (AB 24/32) en todo tipo de tarefas; outras áreas prefrontais aparecen ligadas a determinados tipos de tarefas. O córtex parietal posterior, que é unha área de asociación supramodal, tamén aparece activado nestas tarefas. Algúns autores, como Petrides (modelo xerárquico da MT) consideran que as rexións do CPF dorsolateral e ventrolateral parecen estar implicadas en diferentes tipos de procesos; o CPF ventrolateral sería o responsable de activar, recuperar e manter activa información almacenada temporalmente nos córtex posteriores. Mentres que o CPF dorsolateral activaríase cando, ademais, hai que realizar a manipulación activa da información (por ex. ordenar ou seleccionar a información). 2.3.3. Datos que apoian o papel das áreas cerebrais ligadas aos procesos de MT/MO: A) Os rexistros de neurona única en primates poñen de manifesto que as neuronas das áreas de asociación sensorial que se activan mentres se percibe un estímulo (v.g., córtex temporal inferior para obxectos, parietal posterior para localización, temporal superior para sons e parietal anterior para estímulos somestésicos) mantéñense activas, neste tipo de tarefas, durante o tempo de demora até que aparece o estímulo de proba. [Carlson, páx. 477-480] B) Ademais, a estimulación magnética transcranial (EMT) aplicada nestas rexións durante o intervalo de demora interfire coa execución na tarefa. C) Os estudos de neuroimaxe funcional en humanos sinalan, efectivamente, a activación de áreas relacionadas coa linguaxe para o mantemento en MT de material 15 verbal (bucle fonolóxico). Inclúense rexións frontais e temporais, pero tamén parietais, con claro predominio do hemisferio esquerdo: córtex prefrontal ventrolateral, córtex premotor, xiro temporal superior, xiro supramarxinal e xiro angular, fundamentalmente. D) Os estudos mediante potenciais evocados (PEs) atopan unha onda lenta negativa sostida, de amplitude dependente da carga de información e do éxito na execución. En tarefas visoespaciais (Ruchkin et al, 1995), esa onda negativa amosa dous subcompoñentes: - O 1º iníciase 200 ms despois do E-mostra, con máxima amplitude entre 1000-2000 ms, en rexións occipito-parietais. Este compoñente parece estar asociado á formación da memoria/almacenamento; - O 2º iníciase aos 1500 ms do E mostra e dura ata que aparece o E-proba, con máxima amplitude en eléctrodos frontais e centrais. Parece estar asociado ao refresco (mantemento) da información en MT. Neurociencia Cognitiva. T3. Memoria MEMORIA A CURTO PRAZO / MEMORIA DE TRABALLO Mantemento Córtex de asociación sensorial e/ou motor; córtex prefrontal Humanos: especialización hemisférica: esquerdo lingüístico; dereito visoespacial PE: Actividade sostida nesas rexións durante o período de demora (desde o fin da presentación do estímulo-mostra até a presentación do estímulo-proba) Correlaciona con variables como a carga en memoria ou o éxito na execución da tarefa Esta onda lenta negativa manifesta diferenzas segundo o tipo de estímulos utilizados. Ten unha topografía temporal anterior para E auditivos, e temporal posterior/parietal para estímulos visuais. É predominantemente esquerdo para material verbal e dereito para material visoespacial. Amosa actividade prefrontal en todo tipo de tarefas. Imaxes adaptadas de (1) Ruchkin et al, Psychophysiol, 1995, 32, 399-410; (2) Pratt et al, EEG Clin Neurophysiol, 1989, 72, 407-421 Os estudos mediante PEs tamén analizan o proceso de comparación en MT en tarefas tipo “oddball” (que constan de un estímulo estándar, frecuente, e un estímulo obxectivo, infrecuente e relevante para a tarefa, ante o que se emite unha resposta), ou en tarefas tipo Sternberg. Nesas tarefas obtense o compoñente dos PEs P3b ou P300, cuxa amplitude correlaciona inversamente coa carga en MT, e a súa latencia directamente. 16 3. Memoria a longo prazo (MLP) A memoria a longo prazo é o conxunto de procesos que están implicados na adquisición, almacenamento e recuperación de información sobre longos períodos de tempo, sen necesidade de mantela activa. Ten capacidade ampla (ilimitada). Pode subdividirse en diferentes compoñentes. Unha distinción deriva de se os recordos son accesibles á conciencia ou non; así se distingue entre memoria declarativa e non declarativa (Squire et al., 1993), ou memoria explícita e implícita. 3.1 Memoria declarativa ou explícita. Aspectos xerais A memoria declarativa é a memoria para eventos e para feitos, tanto persoais como xerais, aos cales se ten acceso consciente, e que poden ser informados verbalmente. Tulving (1972) propuxo a distinción, dentro da memoria declarativa, entre memoria episódica e memoria semántica. A memoria episódica refírese aos recordos, en primeira persoa (como observador ou participante), de eventos/acontecementos concretos da propia vida, que están especificados en tempo e lugar (inclúen que é o que aconteceu, onde, cando, e con quen). Os recordos episódicos difiren do coñecemento persoal (por ex., ti tes coñecemento persoal sobre que día naciches, pero non recordas a experiencia); tamén difiren dos recordos autobiográficos, que poden ser unha mestura de memoria episódica e coñecemento persoal. Os recordos episódicos sempre inclúen a un mesmo como axente ou receptor de algunha acción (por ex., o moito que desfrutei eu -quen- como asistente ao concerto de NC –que-, celebrado un día de outubro, polo inicio de curso 2019-20 –cando-, na explanada entre o estanque do Campus Sur e a Ferradura, –onde-, coa miña parella e amigos –con quen-). A memoria episódica é o resultado dun rápido aprendizaxe asociativo no que o que, onde, cando e quen dun simple episodio –o seu contexto- se asocian e se unen e poden recuperarse da memoria como un so recordo persoal. A memoria semántica refírese ao coñecemento conceptual do mundo, incluíndo o coñecemento da xente, os lugares, o significado de obxectos e palabras6. É o coñecemento obxectivo, factual, compartido culturalmente, pero que non inclúe o contexto no cal foi aprendido (por ex., ti podes saber que as patacas orixinais proceden de América, pero non recordar cando e onde aprendiches ese coñecemento). Un feito pode ser aprendido despois dun episodio simple, ou pode precisar de varias ou moitas exposicións. A formación de novos recordos declarativos (tanto episódicos como semánticos) depende do lobo temporal medial (LTM). Isto sábese a partir de estudos con pacientes 6 García Márquez, G. Cien años de soledad: Cando a peste do insomnio asolou Macondo, os seus habitantes foron perdendo pouco a pouco a memoria das palabras, os conceptos as ideas e os símbolos; é decir, “perderon” a memoria semántica. 17 con lesións en áreas do LTM que mostraban déficits de memoria, así como con estudos experimentais de lesión en animais non humanos. 3.1.1 Bases neurais da MLP declarativa: O lobo temporal medial (LTM). A) Evidencias de pacientes amnésicos. Os primeiros estudos sobre as bases neurais da memoria declarativa ou explícita leváronse a cabo en pacientes con lesión extensas no lobo temporal medial. O primeiro e máis coñecido é o paciente H.M., estudado polas neuropsicólogas Brenda Milner (primeiro) e Suzanne Corkin (despois). No ano 1957, William Scoville e Brenda Milner, publicaron un artigo7 sobre un caso “de perda de memoria recente despois de lesións bilaterais do hipocampo”, nun paciente denominado H.M. (cirurxía da epilepsia con extirpación bilateral ántero-posterior desde os polos temporais cara atrás -pola cara basal do encéfalo-, incluíndo hipocampo e córtex temporal medial circundante). Nese artigo informaban de que a extirpación desas áreas cerebrais comportaba perdas irreparables na memoria de anos previos á lesión (amnesia retrógrada) e, sobre todo, a incapacidade para consolidar información nova na memoria a longo prazo declarativa (amnesia anterógrada). Ademais, a amnesia de HM afectaba á memoria declarativa para todas as modalidades sensoriais postas a proba (visual, auditiva, somestésica e olfactoria); non obstante, as súas habilidades cognitivas e intelectuais xerais estaban preservadas. Tamén estaban preservadas a memoria a curto prazo/memoria de traballo, ademais da memoria non declarativa, tanto para priming, como para habilidades (tarefas de debuxo en espello), como para aprendizaxe de procedementos de solución de problemas (tarefa da torre de Hanoi). Consecuentemente, os diferentes sistemas de memoria teñen asento en rexións cerebrais específicas, distintas entre si. Ademais, as estruturas do LTM eran precisas para a consolidación de nova información na MLP declarativa. Non obstante, quedaba por determinar o papel de cada unha das estruturas do LTM na consolidación da MLP episódica e semántica. Algúns datos raros do caso H.M. serían o fío do que tirar para desvelar esas incógnitas. Por exemplo: - H.M. era quen de debuxar un plano bastante detallado da súa casa (á que se mudou 5 anos despois da intervención en 1953). Tamén podía dar paseos polo barrio e ir a lugares concretos, sen perderse. É dicir, podía adquirir información espacial e utilizala na vida diaria. Consecuentemente, debía ter preservadas estruturas da rede de memoria espacial (córtex parahipocámpico). - Mostrou capacidade de aprendizaxe nunha tarefa de memorización e recoñecemento de imaxes e noutra de caras famosas; pero so cando se apoiaba 7 Scoville, W. B. & Milner, B. Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatr. 296, 1–22 (1957). 18 en pistas fonéticas. Consecuentemente, debía ter preservadas estruturas da rede de memoria semántica (córtex perirrinal). Coa descrición da lesión por parte de Scoville & Milner (1957), eses datos non tiñan bo encaixe. Houbo que agardar ata 1997 para coñecer a afectación real das estruturas do LTM do cerebro de H.M. Nese ano púidose realizar un estudo de RMN a H.M. (Corkin et al., 1997). Este estudo puxo de manifesto que a lesión de H.M. no LTM era menor do que inicialmente se pensaba, pois realmente removéranse 5 cm e non 8 cm, que afectaban bilateralmente á amígdala, córtex entorrinal e perirrinal, pero so aos 2/3 anteriores do hipocampo. É dicir, a porción máis posterior do hipocampo e o xiro parahipocámpico estaban preservados, aínda que o HC posterior estaba atrofiado e, por tanto, sen funcionalidade, probablemente por falla de aferencias desde o córtex entorrinal. Isto destaca a relevancia das interaccións do HC coas estruturas circundantes do LTM. Entre tanto, foron descritos outros casos semellantes, como E.P. (quen sufriu unha infección por virus herpes símplex, con destrución masiva dos lobos temporais mediais, e vivíu sen consolidar en MLP entre os 70 e os 85 anos). Outros casos son o de C.W. (Clive Wearing, que sufriu tamén unha encefalite herpética, converténdose en “o home con 7 segundos de memoria”) ou o de N.A. (o do florete que lle entrou polo nariz). En resumo, o importante destes casos (H.M., E.P., etc.) non é só o rechamante e impactante dos seus déficits, que inevitablemente espertan o interese do auditorio, senón polo que teñen ensinado sobre os tipos e os procesos da memoria, xa que poñen de manifesto a disociación entre os sistemas de MLP declarativa e non declarativa; tamén entre MCP e MLP (así, H.M. tiña afectada a MLP declarativa, pero non a MCP; mentres que K.F. (Shallice & Warrington, 1970) presentaba unha afectación selectiva da MCP, pero non da MLP.); en concreto, os pacientes, con lesión bilateral do LTM caracterízanse por: - Teñen preservada a MCP/MT, é dicir, lembran a información durante segundos ou minutos, mentres están traballando con ela, e mentres non desvían a atención. Pero non poden consolidar a información nova en MLP declarativa. Por exemplo, se o experimentador sae do cuarto no que estivo un tempo con un destes pacientes e volve a entrar ao cabo de varios minutos, será incapaz de recoñecelo, de lembrar que estivo con el hai uns minutos, horas ou días; ou de recoñecer un lugar no que estiveron centos de veces. Conclusión: A consolidación de información nova na MLP declarativa depende de estruturas do LTM; pero non a MCP. - O tipo de amnesia de H.M., E.P, C.W., afectaba á MLP declarativa ou explícita, pero non así á non declarativa ou implícita: Aprenden e conservan a memoria de tarefas motoras que requiren a adquisición e consolidación dunha destreza: aínda que non lembran explicitamente ter realizado esa tarefa antes; manifestan unha execución 19 claramente mellor en tarefas de habilidades motoras (por ex., debuxo en espello); tamén mostran capacidade de aprendizaxe de procedementos de solución de problemas (por ex., tarefa da torre de Hanoi). Tamén presentan priming: un tempo despois de dicirlles unha serie de palabras, se ben non as lembran explicitamente, si tenden a seleccionar esas entre outras que se lle presentan, ou a completar a sílaba inicial con unha palabra desa lista antes que con outra calquera. Conclusión: A MLP declarativa depende criticamente das estruturas do LTM, mentres que a MLP non declarativa depende de outras estruturas cerebrais (ganglios basais, cerebelo, córtex sensoriais,…) - O seu déficit afecta, especificamente, á consolidación en MLP declarativa (a imposibilidade de formación de novos recordos, amnesia anterógrada) e á recuperación de memorias nun período amplo do tempo previo á lesión (amnesia retrógrada, de dous a dez anos, aproximadamente); pero están preservados -poden recuperar- recordos de tempo máis lonxano (trátase dunha amnesia retrógrada graduada no tempo). Conclusión: A consolidación da MLP declarativa depende de estruturas do LTM; é un proceso que pode durar anos ou décadas (de ahí a amnesia retrógrada graduada no tempo), pero os recordos máis antigos están preservados porque se consolidaron completamente e se almacenaron fóra do LTM. Unha excepción a esta regularidade é o caso de E.P. (descrito por Squire et al.), no que a amnesia retrógrada (producida por unha encefalite herpética aos 70 anos) estendeuse ata 40 ou 50 anos atrás; é dicir, afectaba aos recordos que, en teoría, deberían estar consolidados en rexións neocorticais e non depender das estruturas do LTM danadas. Estes casos permiten, xa que logo, subdividir a memoria tanto en tipos (Memoria explícita vs memoria implícita) como en función de aspectos temporais (MCP vs MLP) e dos subprocesos que a conforman (codificación, almacenamento, recuperación). Os lobos temporais mediais non son a única rexión implicada nos casos descritos. Así, as lesións de N.A. (o do florete que lle entrou polo nariz) afectaban ao tálamo dorsomedial (lesión do tálamo dorsal esquerdo, bilateral dos núcleos mamilares e probable lesión do tracto mamilo-talámico) e tiña unha afección cognitiva similar a HM. As mesmas lesións se observan nos doentes de síndrome de Korsakoff (causado por déficit de vitamina B1 -tiamina-, e que cursa con amnesia retrógrada e anterógrada), nos que dexeneran os corpos mamilares. Outros casos tamén de persoas con lesións cerebrais permiten diferenciar, dentro da memoria declarativa, entre a memoria semántica (de conceptos) e a memoria episódica (na que os recordos se referencian, autobiograficamente ou non, no tempo e no espazo). Así, o caso K.C. (Kent Cochrane, 1951-2014, que sufriu un traumatismo que lesionou o HC, bilateralmente, pero non outras estruturas circundantes), amosaba unha disociación entre memoria semántica e a memoria episódica, xa que tiña preservada a 20 memoria semántica e adquiría, se ben con dificultade, novos coñecementos semánticos, pero perdera completamente a memoria episódica e a capacidade de adquirir novos recordos referenciados espaciotemporalmente. Por outra parte, pacientes con dano no córtex lateral do lobo temporal anterior, que non se estenden ao HC (asociadas con algunhas formas de dexeneración lobar frontotemporal e encefalite por herpes símplex), poden producir amnesia retrógrada severa para a memoria semántica pero non para a episódica. Esta perda de memoria podía estenderse varias décadas previas á lesión, ou incluso toda da vida. En casos severos observábase tamén atrofia perirrinal. Algúns destes pacientes podían formar novos recordos a longo prazo episódicos (“amnesia retrógrada illada”). Os pacientes con demencia semántica teñen unha perda progresiva do coñecemento semántico previamente adquirido, pero a súa memoria episódica mantense intacta, polo que poden consolidar este tipo de información (Hodges et al., 1992). B) Evidencias de pacientes con enfermidade de Alzheimer (EA) A neurodexeneración na EA adoita comezar no hipocampo, extendéndose ás outras áreas do LTM e, máis tarde a áreas neocorticais frontais, temporais e parietais, segundo describiron Braak e Braak (1995). A neurodexeneración está asociada coa agregación intracelular da proteína tau e a deposición de placas amiloideas extracelulares. Ambas provocan a morte de poboacións neuronais, a diminución de conexión sinápticas, e a disrupción das redes neurais funcionáis. A morte neuronal da lugar a diminución de volume das áreas afectadas, que pode evidenciarse nas imaxes de RMNe. En particular a diminución de volume do hipocampo (HC), córtex entorrinal (CE), córtex perirrinal (CP) e córtex parahipocámpico (PHC), correlacionan cos déficits na memoria episódica característicos da EA. Esa diminución de volume pode comezar no estadio prodrómico da enfermidade e incluso no estadio preclínico da mesma. C) Evidencias de estudos experimentais en primates non humanos8 Scoville e Milner inicialmente consideraron que o dano bilateral do hipocampo era o responsable do deterioro severo na memoria, pero, dado que a resección de H.M. incluía a amígdala bilateral, non se podía descartar a posibilidade que un dano combinado de hipocampo e amígdala fose o responsable do déficit de memoria. Para abordar a cuestión de cal é a estrutura do LTM da que depende a memoria declarativa, algúns investigadores desenvolveron un modelo experimental animal de amnesia humana. Para elo, consideraron que o modelo máis semellante aos humanos (en canto a intelixencia, organización cerebral, e dominancia do sistema visual) era o dos primates non Información tomada de Suzuki, W.A. (2009) Declarative memory system: Anatomy. En Hof & Mobbs. Handbook of the Neuroscience of aging (pp. 257-266) 8 21 humanos (macacos). A estratexia a seguir foi a de determinar se lesións bilaterais do LTM nun modelo animal podían reproducir o profundo deterioro da memoria visto no paciente H.M. Se o déficit podía ser reproducido, este modelo animal podía converterse nunha ferramenta útil coa cal examinar o efecto de lesións en estruturas específicas ou combinación de estruturas, sobre a memoria. En 1978, Mishkin creou un modelo animal de amnesia humana en macacos. Ese estudo centrouse na memoria de recoñecemento (habilidade para determinar que un estímulo dado foi –ou non- presentado previamente). A memoria de recoñecemento é unha forma de memoria declarativa que está afectada nos pacientes humanos amnésicos. Neste estudo seminal, Mishkin examinou o efecto sobre a memoria de recoñecemento do dano combinado aos hipocampos e ás amígdalas, feito para emular o dano do paciente H.M. Tamén se utilizaron animais con lesións separadas de hipocampo ou da amígdala. Non obstante, todas as lesións provocadas incluíron algún dano inadvertido ás áreas corticais circundantes (CE, PR, PH), polo que as conclusións dos estudos realizados (que a Amígdala era unha estrutura chave na memoria declarativa) foron erróneas. En estudos posteriores con lesións máis controladas, Zola-Morgan e colegas (1993) distinguiron as lesións da amígdala (A), do hipocampo (HC) e do córtex circundante a estas estruturas (A+, HC+) nos cerebros de macacos. Ademais, fixeron lesións máis selectivas da A, o córtex entorrinal (CE), o córtex perirrinal (PR) e o córtex parahipocámpico (PH). Os resultados indicaron que as lesións de HC e A producían os déficits máis severos de memoria, unicamente cando o córtex que rodea a esas estruturas estaba tamén lesionado (HC+A+). Cando as lesións do HC e A non incluían aos córtex circundantes, a presencia (HC, A) ou ausencia (HC) da lesión da amígdala non afectou á memoria dos monos. En conclusión, a amígdala non parecía formar parte do sistema que sustentaba a adquisición da memoria a longo prazo declarativa. En posteriores investigacións, Zola-Morgan e cols., provocaron lesións selectivas do córtex circundante a A e a HC, nas rexións PR, ER e PH. Esas lesións selectivas empeoraron o rendemento nos tests de memoria de recoñecemento demorado. Estudos de seguimento mostraron que lesións de so os córtex PH e PR tamén producían déficits de memoria significativos. Como reconciliar estes resultados coa amnesia anterógrada profunda que presentaba o paciente R.B. causada polo dano limitado ao campo CA1 do HC, que non implicaba os córtex PR e PH? A resposta é que o HC non pode funcionar apropiadamente se as conexión aferentes desde esas estruturas (córtex PR e PH) están danadas. A chave está nas conexión destas estruturas entre si e co HC. Consecuentemente, unha liña de investigación centrouse en establecer os límites e as conexións das rexións do CE, PR e PH, seguindo os estudos histolóxicos de Cajal, completados por inxeccións de trazador retrógrado (Insausti, Amaral et al.) desde os axóns aferentes a cada unha desas estruturas. O trazador inxectado nunha estrutura (por ex. CE) é transportado desde os axóns que rematan nesa estrutura (aferentes) cara o corpo das neuronas das que proceden, permitindo colorear o corpo das neuronas das áreas que se proxectan na estrutura na que se inxectou o trazador. Así puidéronse identificar todas as áreas aferentes (que se proxectan) no CE, PR ou PH, e tamén se puido establecer a potencia relativa de cada proxección, ao proporcionar datos do número de neuronas 22 etiquetadas en cada área. - Conexións aferentes ao CE: O descubrimento de que as entradas máis numerosas ao CE (máis dos 2/3) se orixinan nos córtex circundantes perirrinal e parahipocámpico suxeriu que esas áreas veciñas e