¿Se pueden leer realmente los recuerdos de la estructura del cerebro? Una encuesta global de neurocientíficos revela un acuerdo sorprendente en algunos puntos y se divide en otros, con implicaciones para futuras preservaciones y emulación cerebral.
Encuesta: ¿De qué están hechos los recuerdos? Una encuesta de neurocientíficos sobre la base estructural de la memoria a largo plazo. Crédito de la imagen: vitalii vodolazskyi / shutterstock
Un artículo reciente publicado en la revista PLoS uno Los neurocientíficos encuestados para evaluar sus creencias sobre cómo se almacenan los recuerdos.
El recuerdo de los recuerdos a largo plazo permite que los comportamientos de uno sean moldeados por la experiencia de su vida. Las experiencias anteriores deben crear alguna forma de traza de memoria en el cerebro para que sea posible.
La evidencia sugiere que los recuerdos de larga duración son retenidos por aspectos neurofisiológicos relativamente estáticos y estables. Además, los recuerdos a largo plazo podrían retirarse incluso después de la inactividad neuronal global prolongada y la despolarización, por ejemplo, durante el paro circulatorio hipotérmico profundo.
Esta distinción destaca que la formación de memoria y el recuerdo se basan en diferentes procesos, con la formación interrumpida por la inhibición de la síntesis de proteínas, pero recuerdo en gran medida no afectado una vez que se establecen recuerdos.
Esto significa que la retención de recuerdos a largo plazo no requiere actividad electrofisiológica global continua. Los neurocientíficos han sugerido candidatos estructurales para la base física de la memoria a largo plazo, como la sinaptogénesis, las alteraciones de la resistencia sináptica, las alteraciones de la excitabilidad neuronal, la fosforilación intracelular, las modificaciones epigenéticas y los cambios de mielinización axonal, así como las modificaciones netas y de matriz extracelulares perineuronales.
Los Engramas, los sustratos neurofisiológicos responsables de la memoria a largo plazo, se han perseguido activamente durante la última década. A pesar de los avances tecnológicos en la manipulación artificial de los engramas y las afirmaciones de un consenso de que los recuerdos se almacenan en conjuntos de conexiones sinápticas, no está claro el alcance de la unanimidad en la comunidad neurocientífica sobre la base neurofisiológica de la memoria a largo plazo.
El estudio y los hallazgos
En el presente estudio, los investigadores encuestaron a los neurocientíficos sobre la base estructural de los recuerdos a largo plazo. La encuesta se realizó entre agosto y octubre de 2024 en dos cohortes de neurocientíficos: 1) asistentes de neurociencia computacional y de sistemas (Cosyne) con un resumen que figura en folletos de conferencias entre 2022 y 2024, y 2) investigadores con publicaciones relacionadas con la neurofisiología de la memoria, es decir, expertos en engramas.
La encuesta comprendió 28 preguntas en seis dominios: demografía, implicaciones teóricas del almacenamiento de memoria, base estructural de recuerdos a largo plazo, viabilidad de la emulación de todo el cerebro, preservación del cerebro y familiaridad y comodidad con los temas discutidos. Un análisis de correlación de rango evaluó las relaciones entre las respuestas de los participantes a diferentes preguntas. En total, 312 neurocientíficos respondieron, con aproximadamente tres cuartos completando todas las secciones obligatorias de la encuesta.
Inicialmente se les preguntó si creían que extraer información de una memoria específica a largo plazo no trivial de un mapa de conectividad sináptica estática era teóricamente posible. Más del 45% de los encuestados acordaron que esto sería posible, pero el 32.1% no estuvo de acuerdo. Cuando se presentaron múltiples opciones para la información adicional para la lectura de la memoria, las “mediciones de la actividad neuronal que cambian dinámicamente” fue la opción más común. Otras selecciones comunes incluyeron información contextual sobre experiencias y estados mentales, así como la entrada sensorial y la salida del motor.
Además, la mayoría de los participantes (70.5%) acordaron que las memorias a largo plazo se mantienen mediante fortalezas sinápticas y patrones de conectividad neuronal. Además, se pidió a los participantes que proporcionaran estimaciones de probabilidad subjetivas sobre si la información relacionada con la memoria podría extraerse teóricamente de los cerebros conservados utilizando técnicas disponibles, por ejemplo, criopreservación estabilizada por aldehído (ASC). La estimación de probabilidad subjetiva mediana para esta pregunta fue del 41%. Sin embargo, la distribución era bimodal, con picos cercanos al 75% y 10%, lo que demuestra que las opiniones se dividieron bruscamente en lugar de agruparse alrededor de la mediana.
Creencias sobre la base física de la memoria. a) Respuestas a la pregunta “en qué medida está de acuerdo con la siguiente declaración:” Dado el conocimiento científico que se supone en el punto A, sería teóricamente posible leer la información correspondiente a al menos una memoria no trivial específica de una instantánea estática de la estructura (incluidas las biomoléculas) del cerebro de un organismo “. b) Respuestas a la pregunta ‘Algunos neurocientíficos han sugerido que, mientras que los detalles moleculares y subcelulares juegan un papel, la mayoría de la información para los recuerdos a largo plazo probablemente se almacena físicamente en el cerebro a nivel de patrones de conectividad neuronal y conjuntos de fortalezas sinápticas (EG, Poo et al., 2016). ¿Hasta qué punto está de acuerdo con la siguiente declaración: “La base estructural de los recuerdos a largo plazo consiste principalmente en cambios duraderos en la conectividad neuronal y los conjuntos de resistencias sinápticas, en lugar de en detalles moleculares o subcelulares”. c) Las opiniones de los participantes sobre la escala crítica para la codificación de memoria en el cerebro.
Además, la estimación de probabilidad media fue del 40% para la pregunta que se preguntaba si una emulación de todo el cerebro era teóricamente posible utilizando un cerebro preservado, suponiendo solo el conocimiento genérico de las propiedades electrofisiológicas de los subtipos neuronales. La mediana de probabilidad aumentó al 62% en un escenario en el que se pudieran tomar grabaciones activas antes de la preservación del cerebro.
A la pregunta que se hace por qué año existiría una emulación de cerebro entero para ratones, humanos o Caenorhabditis elegansla estimación mediana predijo que se emularía un cerebro alrededor de 2045 para C. elegans2065 para un ratón y 2125 para un humano. Los investigadores encontraron que las opiniones de los participantes no varían según su enfoque principal de la neurociencia, es decir, teórica, de laboratorio húmedo o ambos.
Además, el nivel de educación de los participantes no tuvo un efecto significativo. Sin embargo, hubo relaciones significativas entre las opiniones teóricas de los encuestados y sus predicciones prácticas. Es decir, las estimaciones de probabilidad para extraer información sobre recuerdos a largo plazo de un cerebro preservado se asociaron con los puntos de vista teóricos de los participantes.
Estas estimaciones de probabilidad se correlacionaron de manera robusta con la creencia de los participantes en la posibilidad teórica de la extracción de memoria de la estructura cerebral estática y la posibilidad de emulación de todo el cerebro sin grabaciones dinámicas. Sin embargo, la experiencia en preservación, la experiencia en modelos neuronales o la experiencia en la memoria no se correlacionó con las estimaciones de probabilidad de ASC. Se observó una correlación negativa pequeña pero significativa con la edad (ρ = −0.23), lo que indica que los participantes mayores tendían a asignar probabilidades más bajas a la extracción de memoria exitosa de los cerebros preservados.
Conclusiones
En resumen, los hallazgos arrojan luz sobre las creencias de la comunidad neurocientífica con respecto a la base física de la memoria a largo plazo. La mayoría de los participantes respaldaron que las memorias a largo plazo se mantengan mediante fortalezas sinápticas y patrones de conectividad neuronal en lugar de detalles subcelulares o moleculares. Sin embargo, no hubo consenso sobre el cual la escala o característica neurofisiológica es fundamental para almacenar la memoria.
Surgieron algunos límites, como un acuerdo general de que los estados biomoleculares a nivel atómico son irrelevantes, mientras que las estructuras subcelulares a una resolución de ~ 500 nm deberían incluirse. Entre estas escalas, sin embargo, no se alcanzó un consenso claro.
Los análisis de correlación demostraron además que las creencias sobre la emulación de todo el cerebro y la extracción de memoria estaban estrechamente vinculadas, mostrando la consistencia interna entre las posturas teóricas y las predicciones prácticas.
En general, estos hallazgos tienen implicaciones para la neurociencia teórica y los desarrollos tecnológicos destinados a preservar y extraer información relacionada con la memoria.
Los autores también señalaron limitaciones importantes, incluidas las bajas tasas de respuesta a la encuesta, el supuesto de condiciones de preservación ideales y las cohortes restringidas estudiadas. Además, enfatizaron que las posibles implicaciones éticas y sociales, como la privacidad mental y la extensión de la vida a través de la emulación cerebral, justifican una cuidadosa consideración.
