Representación de la Información Espaciotemporal en la Memoria Episódica y la Navegación Humana

Los modelos contemporáneos de navegación espacial y memoria episódica (memoria de eventos) postulan que sus cálculos subyacentes surgen principalmente de mecanismos neurales compartidos dentro de los lóbulos temporales mediales. Como parte de las dos últimas rondas de financiamiento para esta renovación competitiva, los investigadores comenzaron a delinear importantes diferencias cognitivas y neurales entre la navegación y la memoria episódica. El nuevo marco emergente argumenta que la navegación es una habilidad cognitiva motora impulsada sensorialmente que implica extraer regularidades espaciales, y la memoria episódica está principalmente impulsada internamente e implica marcadores de posición ordinales. Los investigadores plantean la hipótesis de que la navegación y la memoria episódica, por lo tanto, involucran regiones cerebrales y redes a gran escala parcialmente distintas, aunque dónde y cómo surgen estas diferencias en el cerebro sigue siendo un área de exploración activa. Aquí, los investigadores prueban aspectos novedosos de este marco teórico: cómo el conocimiento preexistente afecta diferencialmente la adquisición de nuevos recuerdos episódicos en comparación con las representaciones relacionadas con la navegación en intervalos tanto más largos (días y semanas; Objetivo 1) como más cortos (horas; Objetivo 2). A lo largo del estudio, los investigadores proponen modelos alternativos significativos, incluida la idea de que la conectividad con el hipocampo y la neocorteza, y las redes corticales a gran escala fuera del hipocampo, desempeñan roles críticos y únicos en la memoria episódica en comparación con la navegación. En el Objetivo 1, utilizando fMRI de alta resolución, los investigadores proponen emplear tres experimentos diferentes para comparar cómo el esquema (conocimiento espacial preexistente) y los guiones (conocimiento temporal preexistente) interactúan diferencialmente con el nuevo aprendizaje en el contexto de la memoria episódica y la navegación. En conjunto, los resultados de estos experimentos proporcionarán una comprensión mecanicista de cómo los humanos organizan los recuerdos episódicos y el conocimiento relevante para la navegación en intervalos más largos que podrían ser significativos para la rehabilitación cognitiva. En el Objetivo 2, los investigadores se centran en cómo la memoria episódica interactúa con la navegación y el conocimiento preexistente en intervalos más cortos (horas) estudiando la simulación mental antes y después de la navegación. La simulación mental implica recordar o planificar experiencias activamente y tiene vínculos directos con procesos cognitivos centrales para la memoria episódica, particularmente en nuestros tres experimentos propuestos diferentes. Aquí, el equipo del investigador principal empleará EEG intracraneal con resolución temporal en conjunto con el Dr. Brad Lega de la Universidad de Texas Southwestern para identificar mejor el contenido mnemónico tanto de la navegación como de la simulación mental, incluyendo una manipulación causal que involucra al antagonista muscarínico de la acetilcolina escopolamina y registros de células individuales. En conjunto, los experimentos en el Objetivo 2 proporcionarán una nueva perspectiva sobre la base mecanicista de la memoria episódica y las representaciones relacionadas con la navegación. Dicha comprensión mecanicista podría ser útil para desarrollar protocolos de neuroestimulación o farmacológicos (por ejemplo, que involucren acetilcolina) que podrían usarse para reforzar la memoria o la función de navegación deterioradas después de un accidente cerebrovascular, daño por convulsiones u otras lesiones cerebrales que afecten la función del hipocampo.