¿Cuánto dura la huella de un recuerdo en el cerebro?

Con plasticidad a largo plazo se refiere al fenómeno por el cual las sinapsis son modificadas por la actividad neural y estas modificaciones duran mucho tiempo, un día quizás del orden de días. Este fenómeno a menudo se describe en contraste con la plasticidad a corto plazo, donde la respuesta de una sinapsis tiene un componente no lineal que depende de la historia de la actividad presináptica en un corto tiempo en el pasado del orden de cientos de ms.

De hecho, la plasticidad es un tema mucho más complicado e involucra procesos en diferentes niveles, a nivel de sinapsis, neurona, red y todo el cerebro (p. ej., homeostasis). Dado nuestro conocimiento actual de los sistemas de memoria en el cerebro, ¿cuánto tiempo podemos rastrear incluso pequeños fragmentos de la memoria de un estímulo al que estuvimos expuestos en el pasado?

Obviamente, uno puede responder la pregunta a nivel cognitivo, es decir, podemos reformular la pregunta y preguntar en su lugar: ¿Cuál es el recuerdo más antiguo que puedo recordar? Es bien sabido que nuestro comportamiento como adultos es un reflejo incluso de los recuerdos más antiguos de nuestras vidas. Sin embargo, yo diría que este es un efecto indirecto, es decir, aquellos eventos que sucedieron en nuestra infancia influyeron en cómo y qué experimentamos en la adolescencia, y luego lo que experimentamos como adultos es un reflejo de lo que experimentamos en la adolescencia. . Un fenómeno conocido que parece "alargar" los recuerdos en el futuro es el de la repetición, es decir, el hecho de que nuestro cerebro recuerda espontáneamente recuerdos del pasado como en los sueños.

En neurociencia computacional, podemos rastrear fragmentos de patrones almacenados en una red neuronal con sinapsis plásticas sondeando la red, por ejemplo, presentando una versión ruidosa de un patrón de entrenamiento y probando si la red es capaz de recordar ese patrón, algo así como un patrón asociativo. paradigma de la memoria. Una herramienta estadística utilizada para probar las propiedades de escala de los modelos de sinapsis es el análisis de la relación señal-ruido. Con este análisis, se puede abordar la cuestión de la duración de la memoria al evaluar si las sinapsis mantuvieron alguna información de un patrón en el pasado (la señal) con argumentos estadísticos (es decir, con respecto al "ruido" de todos los demás). recuerdos que interfieren con el anterior).

¿Alguien sabe de algún experimento en el que las personas intentaron rastrear fragmentos individuales de recuerdos en un solo nivel de sinapsis? En los modelos, el peso de las sinapsis individuales se mantiene para siempre a menos que otros recuerdos interfieran con eso. En realidad, sería interesante ver si las sinapsis biológicas individuales pueden mantener la información en escalas de tiempo largas (¿días? ¿meses? ¿años?), incluso considerando la rotación de proteínas, o si es la dinámica de la red la que juega un papel crucial en el mantenimiento. esos recuerdos o refrescarlos.

Tenga en cuenta que las respuestas que van más allá del nivel de sinapsis también son bienvenidas, es por eso que el título principal no especifica muchos detalles.

Consulte esta publicación anterior sobre las curvas de olvido (las funciones que determinan la retención en función del tiempo): cogsci.stackexchange.com/questions/3664/…

Respuestas (1)

Esta es una pregunta muy difícil de la que aún no sabemos la respuesta. Aquí hay algunas referencias.


Impermanencia de las espinas dendríticas en el hipocampo CA1 adulto
vivo

Sorprendentemente, la dinámica de rotación de la columna CA1 difería marcadamente de las observadas previamente en la neocorteza7, 8, 9. El modelado matemático reveló que los datos coincidían mejor con los modelos cinéticos con una sola población de espinas con una vida media de aproximadamente 1 a 2 semanas. Esto implica una rotación de ~100 % en ~2 a 3 veces este intervalo, un borrado casi total del patrón de conectividad sináptica.

Imágenes in vivo a largo plazo de espinas dendríticas en el hipocampo revelan plasticidad estructural
Ligang Gu, Stefanie Kleiber, Lena Schmid, Felix Nebeling, Miriam Chamoun, Julia Steffen, Jens Wagner y Martin Fuhrmann
http://www.jneurosci.org/content /34/42/13948.corto

Espinas dendríticas transitorias y persistentes en el neocórtex in vivo Anthony JGD Holtmaat, Joshua T. Trachtenberg3, Linda Wilbrecht, Gordon M. Shepherd, Xiaoqun Zhang, Graham W. Knott, Karel Svoboda
http://www.cell.com/neuron/abstract /S0896-6273(05)00004-8

Se tomaron imágenes de las espinas dendríticas durante días o meses en los mechones apicales de las neuronas piramidales neocorticales (capas 5 y 2/3) in vivo. Una fracción de espinas delgadas apareció y desapareció en unos pocos días, mientras que la mayoría de las espinas gruesas persistieron durante meses. En la corteza somatosensorial, desde el día postnatal (DPN) 16 hasta el DPN 25, las retracciones de la columna superaron las adiciones, lo que resultó en una pérdida neta de espinas. La fracción de espinas persistentes (vida ≥ 8 días) creció gradualmente durante el desarrollo y en la edad adulta (PND 16–25, 35 %; PND 35–80, 54 %; PND 80–120, 66 %; PND 175–225, 73 % ), proporcionando evidencia de que los circuitos sinápticos continúan estabilizándose incluso en el cerebro adulto, mucho después del cierre de los períodos críticos conocidos. En ratones de 6 meses de edad, las espinas giran más lentamente a nivel visual en comparación con la corteza somatosensorial.

Las espinas dendríticas mantenidas de manera estable están asociadas con recuerdos de por vida
Guang Yang1, Feng Pan1 y Wen-Biao Gan1
http://www.nature.com/nature/journal/v462/n7275/full/nature08577.html

Es importante destacar que una pequeña fracción de las nuevas espinas inducidas por la experiencia novedosa, junto con la mayoría de las espinas formadas temprano durante el desarrollo y que sobreviven a la eliminación dependiente de la experiencia, se conservan y proporcionan una base estructural para la retención de la memoria a lo largo de toda la vida de un animal.