Un estudio del MIT en ratones identificó neuronas de la corteza prefrontal capaces de alternar entre el almacenamiento de estímulos sensoriales y planes de acción en la memoria de trabajo
Redactor: Santiago Duarte
Editor: Karem Díaz S.
Neurocientíficos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, hallaron en ratones grupos de neuronas de la corteza prefrontal que pueden reutilizarse para conservar distintos tipos de información. Los circuitos identificados almacenaron primero el recuerdo de un estímulo auditivo y, posteriormente, un plan de acción necesario para completar una tarea.
Los resultados, publicados el 17 de agosto de 2026 en la revista Nature Neuroscience, aportan evidencia experimental a la hipótesis de que el cerebro emplea módulos neuronales flexibles. Estos grupos actuarían como unidades de procesamiento reutilizables, en lugar de requerir un circuito completamente diferente para cada operación cognitiva.
El trabajo fue encabezado por Yuma Osako, investigador posdoctoral del MIT. Mriganka Sur, profesor de Neurociencia en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT, y Timothy Buschman, profesor del Instituto de Neurociencia de Princeton, participaron como autores principales. También formaron parte del estudio Greggory Heller y Sofie Ahrlund-Richter.
Una tarea auditiva permitió seguir la memoria de trabajo
Para analizar cómo el cerebro administra información temporal, los investigadores entrenaron ratones para determinar si dos tonos, de frecuencia alta o baja, eran iguales. Los animales debían recordar el primer sonido, compararlo con el segundo y responder mediante una acción específica.
El experimento separó dos momentos cognitivos. Durante el intervalo entre los tonos, los ratones necesitaban conservar en la memoria las características del primer estímulo. Después del segundo sonido, debían mantener una decisión y el plan de movimiento correspondiente hasta ejecutar la respuesta.
Mientras los animales realizaban la prueba, el equipo registró los impulsos eléctricos de miles de neuronas. Las mediciones se concentraron en la corteza prefrontal, asociada con funciones ejecutivas como la planificación y la toma de decisiones, y en la corteza parietal, relacionada con el procesamiento sensorial y la preparación de movimientos.
Posteriormente, los científicos aplicaron análisis computacionales para identificar qué poblaciones neuronales representaban cada componente de la tarea. Este enfoque permitió comparar los patrones activados al recordar el tono con aquellos utilizados para mantener el plan de acción.
La corteza prefrontal cambió el contenido almacenado
En la corteza parietal, las neuronas observadas parecieron especializarse en conservar la información sensorial del tono. La corteza prefrontal mostró un comportamiento diferente: uno de sus grupos neuronales almacenó el estímulo auditivo durante la primera etapa y luego pasó a representar la decisión y la acción requerida.
El resultado indica que una misma población neuronal puede realizar una operación de memoria semejante con contenidos distintos. En este caso, el circuito no permaneció ligado exclusivamente a una percepción o a un movimiento, sino que cambió la información conservada según las exigencias de la tarea.
Esta capacidad de reutilización podría ayudar a explicar cómo un número finito de neuronas participa en una variedad muy amplia de actividades cotidianas. Recordar una instrucción, localizar un objeto y preparar una respuesta pueden requerir contenidos diferentes, aunque compartan determinadas operaciones de almacenamiento temporal.
Otros trabajos han mostrado que la actividad cerebral también puede aprovechar propiedades aparentemente perturbadoras. Una investigación sobre la influencia de la variabilidad neuronal en la estabilidad de la memoria encontró que ciertas fluctuaciones pueden contribuir a mantener representaciones cerebrales.
Módulos flexibles como piezas de la cognición
Los autores relacionan el hallazgo con la idea de que el cerebro organiza algunas funciones mediante bloques de cálculo que pueden combinarse de distintas maneras. Estudios anteriores del laboratorio de Buschman habían descrito circuitos ensamblados para resolver componentes específicos de tareas, comparables con piezas cognitivas reutilizables.
La nueva investigación avanza sobre esa propuesta al mostrar que un mismo circuito puede cambiar de función dentro de una sola prueba. En vez de asignar una población neuronal exclusiva a cada clase de información, el cerebro podría incorporar datos sensoriales o motores en una estructura funcional compartida.
La corteza prefrontal participa asimismo en redes vinculadas con la adaptación de la conducta y la regulación de recuerdos. En humanos, investigaciones sobre la coordinación cerebral durante la extinción de memorias de miedo han descrito su interacción con regiones como la amígdala y el hipocampo, aunque mediante métodos y objetivos diferentes a los del nuevo estudio en ratones.
La flexibilidad observada también guarda relación con la capacidad del cerebro para modificar respuestas aprendidas. Un estudio previo sobre los cambios neuronales asociados con los hábitos examinó cómo los circuitos distinguen entre acciones todavía guiadas por sus consecuencias y comportamientos que se han vuelto rutinarios.
El hallazgo todavía debe comprobarse con nuevas pruebas
Los resultados no demuestran que estos circuitos funcionen de manera idéntica en el cerebro humano ni constituyen por sí mismos una aplicación clínica. El experimento se desarrolló en ratones y analizó una tarea auditiva controlada, por lo que sus conclusiones deben interpretarse dentro de ese alcance.
El siguiente objetivo de los investigadores será inhibir los módulos identificados durante diferentes fases del ejercicio. Si la interferencia altera selectivamente el recuerdo del tono, la conservación del plan de acción o ambos procesos, el equipo podrá obtener evidencia causal adicional sobre la función de estas poblaciones neuronales.
El estudio recibió financiación de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, una subvención MURI, el Fondo de Innovación del Instituto Picower, las becas de investigación en el extranjero de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia y una beca posdoctoral de la Fundación Conmemorativa Uehara.
Fuente referencial:
MIT News
