Cognitive and neural mechanisms of episodic memory reactivationfrom consolidation to retrieval

Resumen

La memoria episódica es el resultado de un procesamiento altamente dinámico que nos permite recordar experiencias pasadas. Tras la codificación de la experiencia inicial, el recuerdo sufre una serie de transformaciones que van desde la reactivación inconsciente implicada en la consolidación durante los periodos de reposo en vigilia o durante el sueño, hasta la reactivación íntegra y consciente que da como resultado nuestra experiencia subjetiva del recuerdo. La tesis comienza con una breve revisión de la neurociencia cognitiva de la memoria en la que se repasan los principales modelos cognitivos y neurobiológicos del funcionamiento de la memoria episódica, así como los últimos hallazgos y propuestas basadas en técnicas electrofisiológicas. De esta manera se pone de manifiesto que, aunque disponemos de un amplio conocimiento sobre las regiones cerebrales implicadas, aún no conocemos adecuadamente los mecanismos oscilatorios que controlan estas dos expresiones de la reactivación del recuerdo. El objetivo principal de esta tesis es rastrear la reactivación de la memoria episódica durante la consolidación y la recuperación a través de sus perfiles de actividad oscilatoria. En concreto, a partir de registros de Magnetoencefalografía (MEG) con participantes sanos, se pretende desvelar cómo se despliegan los mecanismos neurales subyacentes tanto en la dimensión espacial como en la temporal para coordinar el comportamiento. Siguiendo el curso natural del procesamiento mnemónico, en el primer estudio experimental se aborda la etapa de la consolidación y en el segundo estudio la etapa de la recuperación. Cada uno de estos estudios experimentales está presentado por una revisión del estado actual del problema específico que abordan. El primer estudio experimental parte de la evidencia disponible sobre la consolidación de sistemas, es decir, el conjunto de procesos post-codificación que permiten reorganizar nuestros recuerdos a largo plazo en circuitos cerebrales distribuidos. Un concepto fundamental para entender la consolidación es la reactivación en reposo de los patrones cerebrales generados durante la experiencia inicial, pero la evidencia electrofisiológica en humanos en vigilia está limitada a la reactivación generada artificialmente mediante la presentación de claves y los mecanismos podrían diferir de la reactivación espontánea. Para superar esta limitación, se utilizó la inducción oscilatoria (oscillatory entrainment) con MEG y un paradigma de memoria con pares asociados de palabras para capturar la reactivación (sin claves) durante periodos de vigilia inmediatamente después de la fase de estudio. Nuestros hallazgos muestran que las frecuencias utilizadas durante la inducción re-emergen de nuevo durante los periodos de reposo principalmente del circuito formado por el córtex prefrontal medial y el lóbulo temporal medial. En el segundo estudio experimental se aborda la etapa de recuperación. Se utiliza un paradigma de pares asociados con MEG que pretende superar las limitaciones específicas del electroenfalograma (EEG) y la resonancia magnética funcional (RMf) para evaluar la memoria del ítem (familiaridad) y la memoria asociativa (recuerdo). Los datos revelaron una disminución de la potencia del ritmo alfa (10-12Hz) que rastrea sistemáticamente el tipo de reconocimiento tanto en el tiempo como en el espacio. La memoria asociativa muestra una disminución sostenida de la potencia del ritmo alfa relativa a la memoria del ítem a partir de los 800ms en adelante. La proyección de estos patrones del ritmo alfa al espacio de fuentes muestra la participación de la red básica de recuerdo, tradicionalmente identificada con RMf, incluyendo el córtex parietal posterior y el lóbulo temporal medial. En conclusión, la tesis describe los mecanismos cognitivos y neurales del procesamiento en la memoria episódica, aportando evidencia empírica de dos expresiones electrofisiológicas de su reactivación durante la consolidación y la recuperación.