Cada una de las neuronas se activan siguiendo un patrón aleatorio que produce lo que los expertos llaman ruido cerebral. Una hipótesis plausible es que este ruido puede reducir la profundidad de las cuencas de atracción de las redes neuronales del córtex cerebral prefrontal que están relacionadas con la memoria a corto plazo, la atención y la memoria episódica o de las experiencias personales vividas, aportando una aproximación a la comprensión de algunos de los cambios cognitivos que ocurren en el normal envejecimiento de las personas.

Los efectos de los cambios neurobiológicos en el envejecimiento se presentan en un estudio publicado en la revista Neurology of Learning and Memory, por Gustavo Deco, investigador ICREA del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) y director del Centro de Cognición y Cerebro de la UPF, conjuntamente con Edmund T. Rolls, miembro del Centro para la Neurociencia Computacional de Oxford y del Departamento de Ciencias Computacionales de la Universidad de Warwick, en el Reino Unido.

Los autores han considerado la hipótesis según la cual la pérdida de la memoria de corto plazo y el deterioro en la atención que se dan en el normal proceso del envejecimiento podrían suceder debido al incremento de determinadas dinámicas aleatorias cerebrales, conjuntamente con la reducción de la profundidad de las cuencas de atracción de las redes neuronales del córtex prefrontal.

Algo similar se ha puesto de manifiesto en enfermos diagnosticados de esquizofrenia en la regulación de los receptores NMDA que generan corrientes de dopamina en los canales iónicos de las sinapsis o conexiones neuronales. Un modelo de red atractores neuronal empleada en este estudio se muestra en la imagen de la izquierda que corresponde a la figura 1 del trabajo.

En el envejecimiento se reduce la activación de neuronas de carácter excitatorio

Mediante simulaciones computacionales del comportamiento neurológico cerebral en la recuperación de la memoria y la memoria a corto plazo, los autores muestran en su trabajo que todos estos cambios asociados con el envejecimiento reducen las tasas de activación de neuronas fundamentalmente de carácter excitatorio y que, al mismo tiempo, reducen la profundidad de las cuencas de atracción de las redes neuronales, resultando en una disminución de la probabilidad del mantenimiento de la memoria a corto plazo.

Las modificaciones que se consideran en este estudio asociadas al envejecimiento cerebral incluyen la reducción de la modificación y del mantenimiento sináptico durante el aprendizaje,  que en gran parte se produce en el envejecimiento normal para la reducción de los neurotransmisores acetilcolina y dopamina, los receptores NMDA y la reducción de la noradrenalina,  lo que incrementa la concentración de AMP cíclico. Por tanto, se reduzca las entradas sinápticas de tipo excitatorias.

Este enfoque abre nuevas maneras de entender el envejecimiento cognitivo y abre nuevas perspectivas para afrontar los efectos del envejecimiento normal de las personas sobre la memoria y las funciones cognitivas.

Trabajo de referencia:

Admund T. Rolls, Gustavo Deco (2015), "Stochastic cortical neurodynamics Underlying the memory and cognitive changes in aging", Neurobiology of Learning and Memory, 118, pp. 150-161.