Diseñan una ‘prótesis de memoria’ para restaurar recuerdos

Se trata de electrodos que se insertan en el cerebro y que imitan lo que hace el hipocampo de manera natural. La ‘prótesis de memoria’ parece potenciar la codificación de recuerdos y es el doble de eficaz en personas que tienen mala memoria.

Restaurar los recuerdos de personas que sufren pérdidas de memoria debido a alguna lesión cerebral, por el propio envejecimiento o porque tienen alguna enfermedad neurodegenerativa como el alzhéimer podría ser algún día una realidad. Es lo que se desprende de un estudio que se ha publicado en Frontiers in Human Neuroscience.

¿Y cómo se conseguiría semejante gesta? Según el nuevo estudio, mediante una “prótesis de memoria”, un electrodo que se implanta en el cerebro y que imita lo que hace el hipocampo de manera natural. Esta región del cerebro tiene un papel crucial en la memoria y es que no solo ayuda a que creemos recuerdos a corto plazo, sino que también parece que los dirige a otras regiones del sistema nervioso central para que se almacenen a largo plazo.

Cerebro puzle
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La prótesis de memoria parece funcionar en personas con trastornos de la memoria, y es incluso más eficaz en personas con mala memoria. Las versiones más avanzadas de prótesis podrían dar el salto y ayudar a pacientes de alzhéimer o a quienes sufran pérdidas de memoria debido a alguna lesión cerebral.

¿Cómo imitar el proceso de la memoria?

Durante más de diez años, el equipo de investigadores ha estado investigando para dar con la manera de imitar el proceso de la memoria. Su idea es usar electrodos cerebrales para entender los patrones de actividad eléctrica que se producen cuando se codifican los recuerdos, y luego utilizar esos mismos electrodos para disparar patrones de actividad similares. Los han probado en animales y en algunos humanos a lo que ya se les había implantado para tratar la epilepsia.

Los científicos probaron dos versiones de la prótesis de memoria en 24 pacientes epilépticos a los que ya se les había implantado electrodos en el cerebro. Algunas de estas personas también presentaban lesiones cerebrales.

La primera versión, llamada modelo de decodificación de la memoria o MDM imita los patrones de actividad eléctrica que se producen en el hipocampo de forma natural cuando cada voluntario forma recuerdos con éxito. El modelo MDM toma una media de estos patrones en cada individuo y luego dispara este patrón de estimulación eléctrica.

La segunda versión se llama de entrada múltiple y salida múltiple o MIMO e imita mejor el funcionamiento del hipocampo. En un hipocampo sano, la actividad eléctrica fluye de una capa a otra antes de extenderse a otras regiones del cerebro. El modelo MIMO se basa en el aprendizaje de los patrones de entradas y salidas eléctricas que se corresponden con la codificación de la memoria, para luego imitarlos.

Para comprobar los dos modelos, los investigadores sometieron a los participantes a pruebas de memoria. En una tanda de pruebas, se mostraba a cada participante una imagen en la pantalla de un ordenador. Pasado un breve lapso de tiempo, se le volvía a mostrar la misma imagen junto con otras. La persona tenía que decir cuál era la imagen que ya había visto antes. Cada voluntario completó entre 100 y 150 de estas breves tareas, diseñadas para poner a prueba la memoria a corto plazo. Entre 15 y 90 minutos más tarde se les sometió a una prueba distinta que consistía en elegir la imagen que más familiar les resultase entre un conjunto de tres. En esta ocasión, se trataba de medir la memoria a largo plazo.

Los voluntarios se sometieron a ambas rondas de pruebas de memoria dos veces: una para grabar desde el hipocampo y otra para estimular los patrones grabados asociados a los recuerdos almacenados con éxito. Lo que vieron los investigadores fue que las grabaciones eran únicas, distintas entre unas personas y otras.

También descubrieron que la prótesis de memoria mejoraba el rendimiento de los participantes en las pruebas. Sacaron mejor puntuación si habían recibido el patrón de estimulación correcto cuando se les presentaban las imágenes por primera vez. Esto sugiere que la prótesis de memoria puede ayudar a codificar los recuerdos en el cerebro, dicen los investigadores y apuntan a mejoras que van del 11 % al 54 %.

En cuanto a las dos versiones de prótesis de memoria, el modelo MIMO, que imita de manera más fiel el funcionamiento del hipocampo fue el que obtuvo mejores resultados, sobre todo en aquellos participantes que tenían peor memoria al inicio del experimento.

A todos los participantes se le retiraron los electrodos al cabo de unas dos semanas, cuando los médicos que les tratan la epilepsia lo consideraron oportuno. Los investigadores esperan que las mejoras en sus recuerdos sean duraderas. En teoría, la estimulación que recibió cada persona podría haber reforzado el cableado de las neuronas en el hipocampo.

El futuro de la prótesis de memoria

Los responsables del estudio esperan que, en un futuro, su prótesis de memoria ayude a personas que sufren trastornos de memoria a recuperar sus recuerdos. Los primeros en recibir esta ayuda serían los que sufren lesiones cerebrales. Las que afectan al hipocampo serían las más fáciles de tratar, en contraste con, por ejemplo, el alzhéimer, que suele implicar daños en muchas regiones del cerebro.

Los electrodos empleados en el estudio solo son capaces de registrar entre 40 y 100 neuronas. Según los investigadores, cualquier prótesis que se vaya a usar para tratar trastornos de la memoria requerirá electrodos cerebrales con cientos de puntos de contacto, que permitan registrar y estimular cientos o miles de neuronas. También habría que perfeccionar su uso: si sería conveniente tener el dispositivo estuviera activo todo el rato, si se debería emplear en conjunto con otra tecnología que alertara del momento exacto en el que tendría que activarse, si funcionaría por la noche también… A la prótesis de memoria le queda todavía camino por recorrer para su uso clínico, pero los investigadores creen que, en principio, podría funcionar. El tiempo lo dirá.

 

Referencia: Roeder, B. et. al. 2022. Patterned Hippocampal Stimulation Facilitates Memory in Patients With a History of Head Impact and/or Brain Injury. Frontiers in Human Neuroscience. DOI: https://doi.org/10.3389/fnhum.2022.933401

Mar Aguilar

Mar Aguilar

Me hubiera gustado ser médica pero le tengo terror a la sangre. Con más de 11 años de experiencia en el ámbito periodístico, aprendo cada día un poco más acerca del apasionante mundo que es la ciencia. Puedes escribirme a maguilar@zinetmedia.es

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