What is activity silent working memory?

Memoria de Trabajo: Activa vs Silenciosa

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La memoria de trabajo es un componente fundamental de nuestra cognición, actuando como un espacio temporal donde retenemos y manipulamos información necesaria para realizar tareas complejas, desde seguir una conversación hasta resolver un problema matemático. Tradicionalmente, se ha entendido que esta capacidad depende de la actividad neural sostenida: un grupo de neuronas mantiene un patrón de disparo continuo mientras la información se mantiene activa en la mente. Sin embargo, investigaciones recientes en neurociencia están revelando una imagen más compleja, sugiriendo la existencia de un intrigante estado de retención de memoria que opera de manera 'silenciosa'.

What is activity silent working memory?
Working memory (WM) maintains task-relevant information in a state ready for processing. While traditional theories assume that sustained neuronal activity is responsible for WM, the Activity Silent WM (ASWM) account proposes that maintenance can also be supported by short-term synaptic weight changes.

Para comprender esta dualidad, es crucial diferenciar entre dos modos en los que la información puede ser mantenida en la memoria de trabajo: el modo activo y el modo que conocemos como memoria de trabajo silenciosa.

Índice de Contenido

La Memoria de Trabajo Activa: Disparo Neuronal Constante

El modelo clásico y más estudiado de la memoria de trabajo postula un proceso de mantenimiento activo. En este modelo, la información se retiene a través de patrones de disparo neuronal sostenido. Imagina un grupo de neuronas que se activan de forma coordinada para representar una pieza particular de información, como un número de teléfono que intentas recordar brevemente o el nombre de una persona que acabas de conocer. Mientras esa información está siendo activamente mantenida, estas neuronas continúan disparando impulsos eléctricos a una tasa elevada, por encima de su nivel de actividad basal.

Una característica clave y definitoria de este proceso activo es que la información retenida puede ser decodificada a partir de la actividad neural en cualquier momento durante el período de retención. Esto significa que, utilizando técnicas de neuroimagen o electrofisiología, los científicos pueden observar los patrones de disparo de las neuronas y, basándose en esos patrones, determinar qué información específica está siendo mantenida activamente por el cerebro. La persistencia de esta actividad neural es, por lo tanto, la firma distintiva de la memoria de trabajo en su estado activo. Es un proceso energéticamente costoso para el cerebro, pero proporciona un acceso rápido y robusto a la información.

Este modo activo es esencial para las tareas que requieren una manipulación constante o un acceso inmediato a la información, como seguir instrucciones paso a paso o realizar cálculos mentales. La actividad sostenida garantiza que la representación neural de la información esté siempre 'en línea' y lista para ser utilizada por otras áreas del cerebro.

La Memoria de Trabajo Silenciosa: Un Estado de Retención Misterioso

En contraste con el modelo activo, la memoria de trabajo silenciosa se refiere a la retención de una memoria durante un período en el cual cualquier actividad neural asociada directamente con esa memoria se vuelve indistinguible de los niveles de línea base. Esto es lo que la hace 'silenciosa': la actividad neural que representaba la información parece haber cesado o, al menos, ha disminuido a un nivel que no puede ser diferenciado de la actividad general del cerebro cuando no está manteniendo activamente esa información particular.

Imagina que necesitas recordar algo, pero no necesitas tenerlo constantemente 'en la punta de la lengua'. Quizás es una instrucción que recibiste hace un momento pero que solo necesitarás aplicar más tarde, o un objeto que viste y sabes que está ahí pero no necesitas mirarlo continuamente. En estos momentos, la información podría pasar a un estado silencioso. Durante este período, si intentaras decodificar la información a partir de la actividad neural sostenida, probablemente no podrías hacerlo, porque el patrón de disparo específico de esa memoria ya no está presente por encima del nivel basal.

Esto plantea una pregunta fascinante: ¿cómo se retiene la información si las neuronas ya no están disparando activamente para representarla? Aunque los mecanismos exactos aún son objeto de intensa investigación, la idea es que la información no está almacenada en la actividad neural sostenida, sino quizás en cambios transitorios o sutiles en las conexiones entre neuronas (sinapsis), o en estados neuronales que requieren una 'señal de reactivación' para volver al estado activo. Estos cambios no generarían un patrón de disparo constante y detectable por las técnicas comunes de decodificación durante el período de silencio.

La transición a un estado silencioso podría ser una forma eficiente para el cerebro de liberar recursos (neuronas y energía) que estaban dedicados al mantenimiento activo, permitiendo que esas neuronas se ocupen de otras tareas. La información no se pierde, simplemente pasa a un estado latente o 'en espera', lista para ser reactivada cuando sea necesaria. Este mecanismo podría explicar cómo podemos manejar una gran cantidad de información en la memoria de trabajo, incluso si solo una pequeña parte de ella está activamente presente en nuestra conciencia en un momento dado.

Comparando los Dos Modos de Memoria de Trabajo

La distinción entre la memoria de trabajo activa y silenciosa es fundamental para una comprensión completa de cómo el cerebro gestiona la información a corto plazo. No son tipos de memoria completamente separados, sino quizás dos estados o modos operativos dentro del mismo sistema de memoria de trabajo.

Podríamos pensar en la memoria activa como tener un archivo abierto en el escritorio de tu ordenador: está inmediatamente accesible y listo para ser modificado. La memoria silenciosa, en cambio, sería como tener ese archivo minimizado o guardado temporalmente en una carpeta de acceso rápido: no está visible en el escritorio, pero se puede recuperar rápidamente cuando se necesita, sin tener que buscarlo desde cero.

Aquí presentamos una tabla comparativa para visualizar mejor las diferencias clave:

CaracterísticaMemoria de Trabajo ActivaMemoria de Trabajo Silenciosa
Nivel de Actividad Neuronal AsociadaElevado (disparo sostenido por encima de línea base)Indistinguible de la línea base (durante el período de silencio)
Decodificabilidad de la InformaciónSí, a partir de la actividad neural en cualquier momentoNo, a partir de la actividad neural durante el período de silencio
Estado de la InformaciónActivamente mantenida, inmediatamente accesibleRetenida, en estado latente o 'en espera'
Posible Costo EnergéticoMayor, debido al disparo sostenidoMenor, al no requerir disparo sostenido
Función PotencialMantenimiento para manipulación o acceso inmediatoRetención eficiente de información no inmediatamente necesaria

Es importante notar que la información probablemente puede transitar entre estos dos estados. Una memoria puede ser activamente mantenida, luego pasar a un estado silencioso si ya no es la prioridad inmediata, y ser reactivada al estado activo cuando se vuelve a necesitar. Esta flexibilidad permitiría al cerebro optimizar sus recursos computacionales y energéticos.

Implicaciones y Futuras Investigaciones

El descubrimiento y la investigación de la memoria de trabajo silenciosa tienen profundas implicaciones para nuestra comprensión de la cognición. Desafía la visión simplista de que toda la retención a corto plazo requiere actividad neural constante. Sugiere que el cerebro ha desarrollado mecanismos sofisticados para almacenar información de manera eficiente, incluso cuando esa información no está en primer plano.

La investigación futura se centrará probablemente en identificar los mecanismos neurales precisos que subyacen a la retención en el estado silencioso. ¿Son cambios sinápticos a corto plazo? ¿Son estados neuronales 'preparados' que pueden ser reactivados rápidamente? ¿Cómo se controla la transición entre el estado activo y el silencioso? ¿Qué áreas del cerebro están involucradas en cada estado?

Comprender la memoria de trabajo silenciosa no solo es crucial para la neurociencia básica, sino que también podría tener aplicaciones en la comprensión y el tratamiento de trastornos cognitivos que afectan la memoria y la atención. Las disfunciones en la capacidad de mantener información en cualquiera de los estados, o en la transición entre ellos, podrían contribuir a los déficits observados en diversas condiciones neurológicas y psiquiátricas.

En resumen, la memoria de trabajo no es un fenómeno unitario basado únicamente en el disparo neural sostenido. La evidencia sugiere que el cerebro utiliza al menos dos estrategias para mantener información disponible a corto plazo: un estado activo, caracterizado por actividad neural detectable y decodificable; y un estado silencioso, donde la información se retiene de una manera que no implica un disparo sostenido por encima de la línea base, haciendo que la actividad asociada sea indistinguible del ruido neural general. Esta dualidad abre nuevas vías de investigación y nos acerca a una comprensión más completa de las extraordinarias capacidades de nuestra mente.

Preguntas Frecuentes sobre la Memoria de Trabajo Activa y Silenciosa

¿Es la memoria de trabajo silenciosa un tipo de memoria a largo plazo?

No, la memoria de trabajo silenciosa sigue siendo parte del sistema de memoria de trabajo, que se ocupa de la retención temporal y la manipulación de información. La información retenida en este estado es típicamente de corta duración (segundos a minutos) y está destinada a tareas cognitivas inmediatas, a diferencia de la memoria a largo plazo que almacena información por días, meses o años.

Si la actividad es indistinguible de la línea base, ¿cómo sabemos que la información sigue ahí?

Los estudios que han identificado la memoria de trabajo silenciosa lo hacen demostrando que, aunque la actividad neural sostenida asociada a la memoria desaparece, la información puede ser 'reactivada' o recordada con un estímulo posterior. Por ejemplo, presentando una señal de recordatorio, se observa que la información vuelve a un estado activo y decodificable, demostrando que se mantuvo en algún estado subyacente durante el período de silencio.

¿Todas las memorias de trabajo pasan por un estado activo y luego uno silencioso?

No necesariamente. La información que se necesita mantener constantemente accesible o que está siendo manipulada activamente probablemente permanezca en el estado activo. El estado silencioso podría ser utilizado para información que se retiene pero que no es la atención primaria en un momento dado, o como una forma de manejar múltiples ítems en la memoria de trabajo, donde solo algunos están activos simultáneamente.

¿Se requieren diferentes áreas del cerebro para la memoria activa y silenciosa?

Las investigaciones sugieren que las mismas redes neuronales que mantienen la memoria activamente (particularmente en la corteza prefrontal y parietal) están involucradas en la memoria de trabajo silenciosa. La diferencia no estaría tanto en las áreas cerebrales, sino en el *estado* o *modo* de operación de esas redes.

¿Por qué el cerebro usaría un estado de memoria silenciosa?

Una de las principales hipótesis es la eficiencia. Mantener información en un estado activo con disparo neuronal constante requiere mucha energía. Un estado silencioso podría permitir al cerebro retener una mayor cantidad de información a menor costo energético, liberando además recursos neuronales para otras tareas computacionales.

¿Cómo se estudia la memoria de trabajo silenciosa en el laboratorio?

Los investigadores diseñan tareas en las que se presenta información a los participantes, seguida de un período de retención. Durante este período, miden la actividad cerebral (por ejemplo, usando EEG o fMRI) para ver si la información puede ser decodificada. Si la decodificación falla durante partes del período de retención pero el participante aún puede recordar la información después, sugiere que se mantuvo en un estado no decodificable a partir de la actividad sostenida, es decir, un estado silencioso. A menudo se usan estímulos distractores o tareas secundarias para 'empujar' la memoria fuera del estado activo.

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Jesús Porta Etessam

Soy licenciado en Medicina y Cirugía y Doctor en Neurociencias por la Universidad Complutense de Madrid. Me formé como especialista en Neurología realizando la residencia en el Hospital 12 de Octubre bajo la dirección de Alberto Portera y Alfonso Vallejo, donde también ejercí como adjunto durante seis años y fui tutor de residentes. Durante mi formación, realicé una rotación electiva en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center.Posteriormente, fui Jefe de Sección en el Hospital Clínico San Carlos de Madrid y actualmente soy jefe de servicio de Neurología en el Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz. Tengo el honor de ser presidente de la Sociedad Española de Neurología, además de haber ocupado la vicepresidencia del Consejo Español del Cerebro y de ser Fellow de la European Academy of Neurology.A lo largo de mi trayectoria, he formado parte de la junta directiva de la Sociedad Española de Neurología como vocal de comunicación, relaciones internacionales, director de cultura y vicepresidente de relaciones institucionales. También dirigí la Fundación del Cerebro.Impulsé la creación del grupo de neurooftalmología de la SEN y he formado parte de las juntas de los grupos de cefalea y neurooftalmología. Además, he sido profesor de Neurología en la Universidad Complutense de Madrid durante más de 16 años.

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