¿Qué tan grande es tu hipocampo? ¿Importa? Si y no.

Hipocampo en rojo.

Fuente: Wikimedia / Base de Datos de Ciencias de la Vida

El hipocampo recibió su nombre porque se asemeja a la forma de un caballito de mar. El hipocampo proviene de los hipopótamos griegos , "caballo" y kampos , "monstruo marino". Los humanos tienen dos hipocampos, uno en el hemisferio izquierdo del cerebro y el otro en el hemisferio derecho. El hipocampo juega un papel importante en la consolidación del aprendizaje de la memoria a corto plazo a la memoria a largo plazo y en la navegación espacial.

Hace quince años, los neurocientíficos identificaron que los taxistas profesionales de Londres tenían un hipocampo más grande, lo que estaba relacionado con su capacidad para navegar de memoria desde 25,000 calles urbanas complejas. En 2011, un estudio de seguimiento, "Adquirir" el conocimiento "del diseño de Londres impulsa cambios cerebrales estructurales", identificó cambios estructurales específicos en el volumen del hipocampo de los taxistas de Londres que tenían "el conocimiento". Aquellos que calificaron para ser Londres Se encontró que los taxistas tenían un aumento selectivo en el volumen de materia gris (GM) en su hipocampo posterior.

¿Puede la práctica de navegación espacial cambiar el tamaño de su hipocampo?

Los taxistas de Londres tienen hipocampos más grandes.

Fuente: Talkandroid / Etiquetado para reutilización

Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon (CMU) tenían curiosidad por identificar si la experiencia de navegar el complejo sistema de calles de Londres causaba cambios en el tamaño del hipocampo o, a la inversa, la correlación reflejaba el hecho de que solo las personas con un hipocampo mayor al inicio del estudio predispuestos a tener éxito al convertirse en conductores de taxi con licencia.

En su nuevo estudio, los investigadores de Carnegie Mellon pudieron determinar que el aprendizaje y la práctica de la información de navegación detallada, de hecho, causa cambios en el tamaño del hipocampo. Pero, eso es solo la mitad de la historia. Los cambios estructurales en el tamaño del hipocampo también se relacionaron con una alteración de los cambios funcionales en términos de la conectividad del hipocampo y su capacidad para comunicarse o "sincronizarse" con otras regiones del cerebro.

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El documento de octubre de 2015, "Neuroplasticidad estructural y funcional en el aprendizaje humano de rutas espaciales", se publicó en la revista NeuroImage . En este estudio, Timothy Keller y Marcel Just descubrieron que el entrenamiento breve de navegación espacial cambia el tejido cerebral de una persona y mejora la forma en que ese tejido modificado se comunica con otras áreas del cerebro involucradas en la navegación espacial.

Este descubrimiento innovador establece un vínculo crítico entre el tamaño estructural y las alteraciones cerebrales de conectividad funcional que se producen en el hipocampo durante el aprendizaje espacial. Es importante destacar que este estudio también ilustra que los cambios cerebrales relacionados con el aprendizaje espacial se relacionan con la forma en que la actividad neuronal sincroniza la comunicación entre el hipocampo y otras regiones necesarias para la navegación.

En un comunicado de prensa, Tim Keller, un científico de investigación sénior en el Departamento de Psicología de CMU y el Centro de Imágenes Cognitivas del Cerebro (CCBI), dijo:

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"Hace tiempo que se sabe que el hipocampo está involucrado en el aprendizaje espacial, pero solo recientemente ha sido posible medir los cambios en los tejidos del cerebro humano a medida que las sinapsis se modifican durante el aprendizaje. Nuestros hallazgos proporcionan una mejor comprensión de qué causa los cambios del hipocampo y cómo se relacionan con la comunicación a través de una red de áreas involucradas en el aprendizaje y la representación de mapas cognitivos del mundo que nos rodea ".

Para examinar cómo cambia el hipocampo, Keller y Just reclutaron a 28 adultos jóvenes con poca experiencia jugando videojuegos de acción. Durante 45 minutos, los participantes jugaron un juego de simulación de conducción. Un grupo practicó maniobras en la misma ruta 20 veces. El grupo de control manejó por la misma cantidad de tiempo, pero a lo largo de 20 rutas diferentes.

Antes y después de cada sesión de capacitación, se escaneó el cerebro de cada participante mediante una novedosa técnica de imágenes cerebrales llamada imágenes ponderadas por difusión (DWI), que mide el movimiento de las moléculas de agua en el cerebro. Luego, los investigadores utilizaron la resonancia magnética funcional (fMRI) tradicional para analizar la actividad cerebral.

Los investigadores encontraron que el grupo que practicaba la misma ruta una y otra vez aumentaba su velocidad al completar la tarea de conducción más que el grupo que practicaba en diferentes rutas. El grupo que practicó el mismo curso repetidamente también mejoró su capacidad para ordenar una secuencia de imágenes aleatorias tomadas a lo largo de la ruta y pudo esbozar un mapa que representa la ruta desde una vista de pájaro.

Conclusión: el tamaño del hipocampo y la conectividad funcional ambas importan

El hipocampo lleva el nombre de "caballito de mar".

Fuente: Wikimedia / Creative Commons

Una conclusión importante de este estudio es que solo el grupo de aprendizaje espacial que practicó la misma ruta mostró repetidamente cambios cerebrales estructurales en las áreas centrales de aprendizaje espacial del hipocampo, llamada circunvolución dentada posterior izquierda.

El otro hallazgo importante es que los participantes que mejoraron su navegación espacial también mostraron aumentos en la sincronización de la actividad o conectividad funcional entre el hipocampo y otras áreas corticales en la red de regiones cerebrales responsables de la cognición espacial y la navegación.

La cantidad de cambios estructurales y funcionales en el hipocampo se relacionó directamente con la cantidad de mejora conductual que cada persona mostró en las tareas de navegación. En un comunicado de prensa, el coautor Marcel Just concluyó,

"El nuevo descubrimiento es que los cambios microscópicos en el hipocampo se acompañan de cambios rápidos en la forma en que la estructura se comunica con el resto del cerebro. Estamos entusiasmados de que estos resultados muestren a qué se refiere la reconexión como resultado del aprendizaje. Ahora sabemos, al menos para este tipo de aprendizaje espacial, qué área cambia su estructura y cómo cambia su comunicación con el resto del cerebro ".

Parece que hay un consenso cada vez mayor entre los neurocientíficos de que los cambios en los volúmenes cerebrales de la materia gris y la integridad de la sustancia blanca funcionan en conjunto para optimizar la función cognitiva. La materia gris alberga las neuronas en regiones cerebrales específicas. La materia blanca facilita la comunicación entre varias regiones cerebrales.

Diversos estudios que examinan los beneficios del ejercicio físico, la salud cerebral y la función cognitiva han identificado el vínculo importante entre la estructura del cerebro y la conectividad funcional. Este estudio reciente de Carnegie Mellon mejora nuestra comprensión del vínculo crítico entre los cambios estructurales y funcionales del cerebro en el proceso de aprendizaje humano y la importancia de la práctica, la práctica y la práctica.

Si desea leer más sobre este tema, consulte mis publicaciones del blog de Psychology Today ,

• "¿Los juegos de entrenamiento cerebral realmente mejoran la función cognitiva?"
• "Videojuegos aumenta el tamaño del cerebro y la conectividad"
• "Sincronización cerebral idiosincrática asociada con el autismo"
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• "La neurociencia de recordar viejos recuerdos"
• "El estrés crónico puede dañar el tamaño del cerebro y la conectividad"
• "¿Cómo se relacionan los rasgos humanos con las conexiones cerebrales específicas?"
• "Los neurocientíficos descifran el misterio de los movimientos oculares rápidos"
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• "¿Está relacionado el tamaño del cerebelo con la inteligencia humana?"

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