Mechanisms underlying memory enhancement in humans

Medientyp: E-Book

Titel: Mechanisms underlying memory enhancement in humans

Beteiligte: Yebra Granados, María del Mar [Verfasser:in]

Erschienen: [Erscheinungsort nicht ermittelbar]: E.T.S.I. Telecomunicación (UPM), 2017

Sprache: Englisch

Entstehung:

Hochschulschrift: Dissertation, E.T.S.I. Telecomunicación (UPM), 2017

Anmerkungen:

Beschreibung: La memoria ha sido objeto de investigación desde 1800. A día de hoy sabemos que existen diversos factores que modulan la memoria como emociones, eventos inesperados y relaciones semánticas; pero aún se desconocen los mecanismos neurales subyacentes en humanos. En esta tesis se exploran las bases neurales de dos factores que influyen en la memoria: acción y novedad. El movimiento voluntario no ha sido tradicionalmente considerado como un factor que aumenta la memoria. Sin embargo, los primeros indicios de una posible relación entre memoria y movimiento voluntario provienen de estudios a finales de los años 60 en los que se observó cómo lesiones en la estructura fundamental de memoria en el cerebro, el hipocampo, provocaban hiperactividad en roedores. Más tarde, otros estudios han confirmado esta relación entre ejecución de movimientos voluntarios y actividad hipocampal en humanos, pero desde entonces hasta ahora poco se conoce a cerca de una posible relación entre los sistemas motor y de memoria más allá de que una representación activa de aquello que codificamos facilita su posterior recuerdo. En esta tesis se estudia la hipótesis de que movimientos voluntarios que se ejecutan a la vez que se codifica una información visual, completamente no relacionada con el movimiento realizado, influyen en su posterior recuerdo. Esta tesis da respuesta a esta pregunta, mediante una serie de experimentos conductuales, demostrando que el hecho de realizar un movimiento voluntario aumenta la memoria de aquello que codificamos simultáneamente. Mediante técnicas de Resonancia Magnética Funcional y pupilometría se demuestra que este efecto es mediado por el sistema noradrenérgico. Además conectividad funcional entre el Locus Cerúleo –fuente fundamental de noradrenalina en el cerebro- y el giro parahipocampal –región que ejerce un rol importante en la codificación de memoria episódica- ha sido observado. Estos hallazgos implican que el hecho de realizar un movimiento voluntario podría provocar la liberación de noradrenalina en el Locus Cerúleo, que al llegar a áreas de memoria como el giro hipocampal, favorece el recuerdo de aquello que codificamos simultáneamente. Otro factor que facilita la memoria es la novedad o lo inesperado, en definitiva, aquello que produce una discordancia entre aquello que esperamos (en base a predicciones basadas en el pasado) y aquello que en realidad ocurre. Lesiones en el hipocampo humano afectan la adquisición de nuevas memorias, lo que sugiere un posible rol de esta estructura en el procesamiento de estímulos novedosos. La respuesta del hipocampo a este tipo de estímulos ha sido estudiada en animales y en humanos mediante técnicas de neuroimagen funcional y neurofisiológicas pero poco se conoce aún acerca de los mecanismos neurales subyacentes que el hipocampo utiliza para responder ante la experiencia de algo novedoso. Por otro lado, el hipocampo se encuentra en el Lóbulo Temporal Medial y posee una estructura alargada. Se conocen diferencias anatómicas, funcionales, de conectividad e incluso a nivel de expresión genética de esta estructura a lo largo del eje longitudinal. Se ha demostrado en roedores un rol funcional de la frecuencia oscilatoria en la banda theta que decrece de partes dorsales a partes ventrales del hipocampo a la vez que se observa un aumento el tamaño de la región de espacio en la que se activan las células de lugar. Una evaluación sistemática de las frecuencias gamma y theta a lo largo del eje longitudinal del hipocampo no ha sido descrita todavía en humanos. En esta tesis se ha estudiado la respuesta electrofisiológica mediante el análisis de registros intracraneales profundos -electroencefalografía intracraneal (iEEG)- en pacientes epilépticos resistentes a tratamiento farmacológico; para caracterizar la respuesta de diferentes porciones del hipocampo (cabeza, cuerpo y cola) ante estímulos novedosos. Una inversión de polaridad observada en los potenciales evocados entre la cabeza y la cola, nos llevan a sugerir la existencia de una posible fuente eléctrica para actividad evocada por novedad en la porción anterior del hipocampo. A nivel electrofisiológico diferentes porciones del hipocampo experimentan un incremento en su actividad en las bandas frecuenciales theta y gamma, reflejando posiblemente un incremento en la actividad local de cada porción longitudinal. Análisis de coherencia y seguimiento de fase revelan que diferentes porciones del hipocampo están sincronizadas de manera similar. A pesar de que un aumento de coherencia en la banda theta entre diferentes regiones del hipocampo durante el procesamiento de novedad ha sido observado, no se han encontrado dichas diferencias en los valores de sincronización de fase. Esta sincronización y consistencia de fase observada entre diferentes porciones del hipocampo nos llevaron a estudiar un patrón oscilatorio, observado previamente en roedores y en un número limitado de pacientes humanos, que muestra cómo oscilaciones en la banda theta viajan a lo largo del eje longitudinal del hipocampo (de partes posteriores a partes anteriores) denominado ondas viajeras". Esta tesis confirma la existencia ondas, no solo en la banda theta, sino también en la banda alpha

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