El caos determina cómo se olvidan los recuerdos en el cerebro

Con la edad, los recuerdos más antiguos que almacenamos en nuestros cerebros se vuelven caóticos y se desintegran en un ruido fatídico: ya nunca podrán recuperarse. Por eso el cerebro, aunque le sobra capacidad de memoria, no guarda todo lo que vivimos.

Una investigación liderada por Ulises Pereira-Obilinovic, de la Universidad de Nueva York, ha descubierto en una simulación lo que pasa en el cerebro cuando un recuerdo se olvida para siempre.

Algunas proteínas almacenan "recuerdos"

El modelo matemático y las simulaciones muestran que, a medida que envejecen, los recuerdos registrados en patrones de actividad neuronal se vuelven caóticos, imposibles de predecir, antes de desintegrarse en un ruido aleatorio que los borra para siempre, explica la revista Physics.

Los científicos piensan que este recurso ha sido ideado por el cerebro para liberar memoria neuronal y permitir el almacenamiento de nuevos recuerdos, más útiles y necesarios que los antiguos e irrelevantes.

Eso no significa que el cerebro no tenga la capacidad de almacenar los recuerdos de todo lo que vivimos.

Sobra capacidad de memoria, pero…

Según Paul Reber, profesor de psicología en la Universidad Northwestern, citado por Scientific American, la capacidad de memoria del cerebro humano es de alrededor de un millón de gigabytes, equivalentes a almacenar tres millones de horas de programas de televisión. Tendríamos que dejar el televisor funcionando continuamente durante más de 300 años para usar todo ese almacenamiento.

Y añade: “aunque debe haber un límite físico para la cantidad de recuerdos que podemos almacenar, la capacidad de memoria del cerebro es extremadamente grande. No tenemos que preocuparnos por quedarnos sin espacio para conservar los recuerdos a lo largo de nuestra vida.”

Impactos emocionales

Lo que pasa es que los recuerdos no son solo bits archivados en nuestras neuronas, sino también impactos emocionales que pueden tener consecuencias psicológicas: algo que el cerebro tiene en cuenta para mantener o borrar recuerdos.

También dispone de una especie de memoria RAM, equivalente a la memoria operativa de los ordenadores, que fue definida en 1976 por el psicólogo Alan Baddeley para referirse a la memoria temporal que utilizamos en ciertas tareas y para resolver ciertos problemas. Archivar en este espacio neuronal todo lo que vivimos no tiene ningún sentido y el cerebro lo sabe.

Gestión de recuerdos

Lo que aporta la nueva investigación es el mecanismo neuronal mediante el cual el cerebro modula y gestiona los recuerdos que surgen de nuestra experiencia cotidiana. Y explica la sabiduría del cerebro para seleccionar lo que archiva en la memoria.

Los recuerdos, tanto en las redes neuronales artificiales como biológicas, se almacenan y recuperan como patrones neuronales cuando pasan entre muchos nodos (neuronas) dentro de la red.

En algunos modelos experimentales, esos recuerdos se almacenan en patrones repetitivos de intercambio de información llamados "redes de atracción". Son los que forman las memorias.

Estos patrones se forman dentro de las redes de nodos interconectados, y en la simulación se utilizan para representar informáticamente las neuronas de nuestros cerebros.

Mecanismo de recuerdos

Gracias a esta red neuronal artificial, los investigadores han podido establecer el mecanismo cerebral de captación de experiencias, de almacenamiento y borrado de los recuerdos generados por esas experiencias.

Los investigadores se valen de señales generadas voluntariamente para simular el estímulo (la entrada) que llega a la red como resultado de una experiencia que, en este modelo, en realidad no se ha producido.

Esas señales que simulan experiencias circulan por las redes neuronales artificiales y generan una especie de recuerdo que se forma por los patrones neuronales repetitivos (como cuando repetimos la tabla de multiplicar). Ese recuerdo es más intenso cuanta más insistencia haya demostrado en la red neuronal artificial.

Los investigadores pueden incluso “recuperar” y “traer a la memoria” de la red neuronal ese recuerdo artificial inducido: basta con estimular la red neuronal con una nueva entrada similar a la que se quiere “evocar”: provoca una reacción sistémica que activa la red siguiendo la impronta del recuerdo recuperado. Si pudiera hablar, el sistema diría en ese momento: ¡cierto! Lo había olvidado.

Sistema limitado

Los investigadores dicen que se pueden introducir muchos recuerdos en una red neuronal simulada para desencadenar procesos de memoria más complejos, pero que el resultado siempre es el mismo. El procedimiento de la memoria tiene sus límites.

Si se almacenan demasiados recuerdos, las redes de atracción más antiguas se vuelven ruidosas (el equivalente a la confusión humana de recuerdos), entran en un estado caótico (imprevisible) y toda la memoria experiencial que tenían acumulada se borra. Ya nunca se podrá recuperar porque ni siquiera queda una copia de seguridad.

Por este motivo, los investigadores piensan que el cerebro biológico se cuida de bloquear el sistema neuronal con demasiados recuerdos.

Ese comportamiento espontáneo no tiene que ver con la capacidad de memoria de la red neuronal en su conjunto, sino con su capacidad de gestión de los recuerdos almacenados. El modelo da la razón a Paul Reber.

Equivalente biológico

Esta observación es importante porque, si este proceso de olvido se aplica al cerebro biológico, podemos suponer que las redes neuronales humanas funcionan de la misma manera.

Eso significaría que, en el cerebro humano, los recuerdos se desvanecen con la edad porque los patrones cerebrales que los representan se vuelven también más caóticos. Por eso el olvido se acentúa con el paso del tiempo.

En conjunto, los investigadores esperan que su teoría contribuya a explicar mejor cómo nuestros cerebros pueden absorber constantemente nueva información, al precio de perder recuerdos más antiguos.

Consideran asimismo que sus conocimientos podrían ayudar a los neurólogos a comprender mejor cómo nuestros cerebros almacenan y recuperan recuerdos, y cómo y por qué finalmente se desvanecen con la edad. Toda una revelación.

Referencia

Forgetting Leads to Chaos in Attractor Networks. Ulises Pereira-Obilinovic et al. Phys. Rev. X 13, 011009; 27 January 2023. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.13.011009