El mapa más detallado del nodo de memoria del cerebro encuentra el rompecabezas de conexión

Resumen: Los investigadores proporcionan el mapa más detallado hasta la fecha de las conexiones neuronales entre el hipocampo y el resto del cerebro. El mapa podría cambiar la forma en que pensamos sobre la formación de la memoria humana.

Fuente: universidad de sydney

Científicos australianos han creado el mapa más detallado jamás realizado de las conexiones entre el hipocampo, el centro de control de la memoria del cerebro y el resto del cerebro. Y podría cambiar la forma en que pensamos sobre la memoria humana.

Dr. Investigador de la Escuela de Psicología de la Universidad de Sydney. “Nos sorprendió encontrar menos conectividad entre el hipocampo y las áreas corticales frontales y más conectividad con las primeras áreas de procesamiento visual de lo que esperábamos”, dijo Marshall Dalton. .

“Aunque tiene sentido dado que el hipocampo juega un papel importante no solo en la memoria, sino también en la imaginación y nuestra capacidad de formar imágenes mentales en nuestras mentes”.

El hipocampo es una estructura compleja que parece un caballito de mar y está metida en lo profundo del cerebro. Como componente vital del cerebro, es esencial para la formación de la memoria y desempeña un papel clave en la transferencia de recuerdos de la memoria a corto plazo a la memoria a largo plazo.

Pero también desempeña un papel en la navegación, la imaginación de experiencias ficticias o futuras, la creación de imágenes mentales de escenas en el ojo de la mente e incluso la percepción visual y la toma de decisiones.

Dirigido por el Dr. Dalton y del Brain and Mind Center de la Universidad de Sydney, el Dr. Arkiev D’Souza, Dr. El equipo, que incluye a Jinglei Lv y al profesor Fernando Calamante, se basó en resonancias magnéticas de una base de datos de neuroimagen establecida para crear su mapa. The Human Connectome Project (HCP), un consorcio de investigación dirigido por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU.

Procesaron los datos de HCP existentes utilizando métodos especiales que desarrollaron. Esto les permitió rastrear conexiones desde todos los rincones del cerebro hasta sus extremos en el hipocampo, algo que nunca antes se había hecho en el cerebro humano.

El mapa más detallado hasta la fecha

“Lo que estamos haciendo es observar más de cerca las vías de la materia blanca. Estas vías son en realidad vías de comunicación entre diferentes áreas del cerebro”, dijo el Dr. Dalton. “Y desarrollamos un nuevo enfoque que nos permite mapear cómo el hipocampo se comunica con el manto cortical, la capa externa del cerebro, pero con gran detalle.

“Lo que hemos creado es un mapa muy detallado de las vías de la materia blanca que conectan el hipocampo con el resto del cerebro. En realidad, es un mapa de ruta de las regiones del cerebro que se comunican directamente con el hipocampo y respaldan su importante papel en la formación de la memoria”.

Las limitaciones técnicas inherentes a los estudios de resonancia magnética anteriores del hipocampo humano significaban que sus conexiones solo podían visualizarse de manera muy amplia.

“Sin embargo, ahora hemos desarrollado un método adaptado que nos permite confirmar dónde se conectan las diferentes áreas corticales del hipocampo. Y esto nunca antes se había hecho en el cerebro humano vivo”, dijo el Dr. Dalton.

Resultados inesperados

El equipo quedó encantado con sus resultados, que se basaron en estudios post-mortem de cerebros de primates, basados ​​en datos de estudios previos realizados en el extranjero durante las últimas décadas.

Sin embargo, el equipo de la Universidad de Sydney descubrió que la cantidad de conexiones entre el hipocampo y algunas áreas del cerebro era mucho más baja (en áreas corticales frontales) o más alta (en áreas de procesamiento visual) de lo esperado.

Esto puede indicar que, si bien algunas vías se han conservado a medida que los humanos han evolucionado, el cerebro humano también puede desarrollar patrones únicos de conectividad que difieren de otros primates. Se necesitan más estudios para distinguir esto con más detalle.

Estas diferencias en la conectividad pueden ser simplemente una limitación de la técnica de resonancia magnética o pueden ser reales. Pueden ayudar a explicar, por ejemplo, por qué algunos de nuestros primos primates, especialmente los chimpancés, son mejores que los humanos en algunas tareas de memoria, especialmente aquellas que dependen de la memoria a corto plazo.

Los chimpancés superaron a los humanos en tareas cognitivas que involucran una forma de matemáticas conocida como teoría de juegos, que se basa en la memoria a corto plazo, el reconocimiento de patrones y la evaluación visual rápida.

“Aunque logramos este mapeo de alta resolución del hipocampo humano, el método de rastreo de vías en primates no humanos (que pueden ver hasta el nivel celular) puede ver más conexiones de las que se pueden detectar con resonancia magnética”. pensó el Dr. Dalton.

“O podría ser que el hipocampo humano tenga menos conexiones con las regiones frontales de lo que realmente esperaríamos, y más conexiones con las áreas visuales del cerebro. A medida que la neocorteza se expandió, quizás los humanos desarrollaron diferentes patrones de conectividad para facilitar las funciones de memoria y visualización específicas de los humanos, que a su vez pueden ser la base de la creatividad humana.

Ver también

“Es un poco un rompecabezas, no lo sabemos. Pero nos encantan los rompecabezas y continuaremos nuestra investigación.

Se trata de noticias de investigación de mapas cerebrales.

Autor: Servicio de Prensa
Fuente: universidad de sydney
Contacto: Oficina de Prensa – Universidad de Sydney
Imagen: Imagen cortesía de Marshall Dalton/Universidad de Sydney

Investigacion original: Acceso abierto.
“Nuevos conocimientos sobre la conectividad anatómica a lo largo del eje anterior-posterior del hipocampo humano mediante el seguimiento cuantitativo de fibras in vivoMarshall Dalton et al. eLife

resumen

Nuevos conocimientos sobre la conectividad anatómica a lo largo del eje anterior-posterior del hipocampo humano mediante el seguimiento cuantitativo de fibras in vivo

El hipocampo admite muchas funciones cognitivas, incluida la memoria episódica. Trabajos recientes han resaltado diferencias funcionales a lo largo del eje anterior-posterior del hipocampo humano, pero la base neuroanatómica de estas diferencias no está clara.

Utilizamos imágenes de densidad de trazas para examinar sistemáticamente la relación anatómica entre el manto cortical y el eje anteroposterior. en vivo el hipocampo humano.

Primero, identificamos las áreas corticales más conectadas y detallamos su grado de preferencia a lo largo del eje anteroposterior del hipocampo. A continuación, caracterizamos las ubicaciones predominantes de estas áreas corticales dentro del hipocampo mediante una tubería de tractografía diseñada específicamente para medir la ubicación y la densidad de los puntos finales dentro del hipocampo.

Nuestros resultados brindan información nueva y detallada sobre cómo las regiones específicas a lo largo del eje anteroposterior del hipocampo están conectadas a diferentes entradas/salidas corticales y brindan evidencia de que tanto los gradientes como las áreas restringidas de conectividad anatómica extrínseca densa existen en el hipocampo humano.

Estos hallazgos informan discusiones conceptuales en el campo y resaltan la importancia de considerar el hipocampo como una estructura heterogénea.

En general, nuestros resultados representan un gran avance en nuestra capacidad para mapear la conectividad anatómica del hipocampo humano. en vivo e informa nuestra comprensión de la arquitectura neuronal de los sistemas de memoria dependientes del hipocampo en el cerebro humano.