Mara Dierssen Sotos - Cómo aprende (y recuerda) el cerebro

Por tanto, desde la perspectiva neurobiológica, nuestro sistema educativo, basado en «intoxicar» de información durante horas sin reflexionar sobre ella, es garantía biológica de fracaso.

En este breve texto procuraré explicar de forma sencilla algunas de las cuestiones que hemos aprendido desde la neurociencia acerca de los códigos biológicos que permiten que todas esas funciones se lleven a cabo con un coste energético asumible (que en el cerebro es excepcionalmente bajo). No pretendo ser exhaustiva, ni repetir los esfuerzos de otros colegas que han revisado este tema de forma brillante muy recientemente, sino más bien presentar ideas generales, y expresar algunas de mis (o quizá nuestras) dudas acerca de la biología del aprendizaje y la memoria. Pretendo que sea entretenido, y accesible, aunque a veces para lograrlo deba hacer pequeñas concesiones a la superficialidad, pero sin perder en ningún caso el rigor.

Mi interés científico se ha centrado durante toda mi carrera (salvo un breve flirteo inicial con los centros respiratorios) en los mecanismos neurobiológicos subyacentes a la memoria y el aprendizaje, y sus modificaciones genéticas y/o ambientales. En la década de 1990, trabajé en nuevas terapias para la enfermedad de Alzheimer, identificando mecanismos de acción que sentaron las bases para la síntesis de nuevos compuestos. Posteriormente, dirigí mis investigaciones hacia la discapacidad intelectual. Mi grupo de investigación fue el primero que utilizó, validó y generó modelos genéticos de síndrome de Down en ratones, delineando los correlatos celulares y moleculares de la discapacidad intelectual. Fuimos pioneros en determinar qué alteraciones de la plasticidad neural subyacen a los déficits cognitivos de este síndrome. Este concepto de plasticidad significa que el cerebro cambia su estructura y función con la experiencia, y es clave en el aprendizaje y la memoria, pero además ha revolucionado los tratamientos terapéuticos de trastornos cognitivos. Posteriormente identificamos mecanismos moleculares que afectan a la formación de redes neuronales en síndrome de Down, lo que nos permitió hallar un potente candidato para explicar esta patología. Este importante descubrimiento ha abierto nuevas oportunidades terapéuticas que se han consolidado en la realización de ensayos clínicos que muestran efectos beneficiosos significativos en población con discapacidad intelectual. Ello ha constituido una revolución en la terapia de estas enfermedades y demuestra que la investigación científica tiene valor per se y es un buen medio para lograr una sociedad mejor. No puedo terminar este prefacio sin mencionar a mis colaboradores: Pablo, Luis, gracias por ayudarme con vuestras correcciones y críticas a que el texto sea más claro y a que esté libre de «palabros» o conceptos excesivamente técnicos; Trini, gracias por los fantásticos dibujos, que ciertamente dan un enorme valor añadido al texto.

Espero que este libro despierte la curiosidad del lector, pero sobre todo espero que sea un acicate para que quiera saber más. ¡Que se diviertan!

«Ser es, esencialmente, ser memoria; es encontrar una forma de coherencia, un vínculo entre lo que somos, lo que queríamos ser y lo que hemos sido.»

Emilio Lledó, académico de la lengua, profesor en las universidades de Heidelberg, La Laguna, Barcelona y Madrid, es uno de los pocos sabios españoles que aún vive (aunque se queja de que ser «sabio oficial» es agotador).

Cuando los psicólogos hablan de aprendizaje se refieren a los procesos por los que la conducta puede modificarse a lo largo del tiempo para adaptarse a un entorno cambiante. Esta propiedad cerebral requiere de la capacidad de adquirir información del entorno, evaluarla, y generar una memoria individual (autobiográfica), que se va construyendo con la experiencia y nos proporciona identidad, adaptabilidad y consciencia. Así que, de alguna manera, a través del aprendizaje, las neuronas, el organismo del que forman parte y el medio con el que este interactúa se acoplan funcional y estructuralmente, y estas transformaciones son coherentes con los cambios que se producen en el entorno. Cada aprendizaje se mantendrá o extinguirá según su utilidad para operar en una situación futura.

Como avanzamos en la introducción, el aprendizaje y la memoria son conceptos estrechamente ligados, de forma que mientras que el aprendizaje es la capacidad para adquirir nueva información, la memoria sería la de retener esa información aprendida de modo que pueda ser evocada. En realidad, podría decirse que constituyen dos momentos en la serie de funciones a través de las cuales los organismos procesan y utilizan la información. Sin embargo, no hay que cometer la equivocación de considerar el aprendizaje como un «proceso» (adquisición de información) y la memoria como un «estado» (depósito o almacén). Ambos son procesos. La relación entre aprendizaje y capacidad de combinar contenidos de memoria e imaginar alternativas para escoger la más adecuada puede intuirse en una experiencia de Garry Kasparov, campeón mundial de ajedrez: en 1996 perdió por primera vez una partida contra una computadora, la famosa Deep Blue, capaz de analizar del orden de 100 millones de jugadas por segundo (esto en 1996; después, esta capacidad aumentaría al doble, hasta los 200 millones por segundo). Kasparov solo logró derrotar a Deep Blue cuando empleó estrategias novedosas, que no habían sido introducidas en la memoria de la máquina. Este ejemplo de innovación y creatividad pone de manifiesto que el aprendizaje es fundamentalmente una herramienta para sobrevivir en el futuro, en circunstancias y ambientes cambiantes.

Existen unas formas de aprendizaje básicas y filogenéticamente antiguas, como la habituación y la sensibilización, el aprendizaje perceptivo y motor o los condicionamientos clásico e instrumental, que dan lugar a una memoria fiel, rígida y duradera, llamada «memoria implícita o procedimental». Esta es inaccesible al recuerdo consciente y se expresa básicamente en la ejecución de acciones, no a través de las palabras. Es la información que nos permite ejercer hábitos cognitivos y motores, pero también la que nos «marca» cuando nos sucede algo traumático. Diferentes formas de memoria implícita se adquieren a través de diferentes maneras de aprender y se organizan en regiones encefálicas distintas. Sin embargo, su principal lugar de almacenamiento radica en estructuras subcorticales (es decir, más antiguas evolutivamente que la corteza cerebral y situadas bajo esta), lo que explicaría por qué no son conscientes: la consciencia requirió regiones filogenéticamente más modernas. El funcionamiento de la memoria implícita puede ilustrarse mediante un ejemplo universal: si de pequeños hemos encontrado un gusano en una manzana, incluso aunque no lo recordemos, ese hecho ha quedado grabado gracias a este tipo de aprendizajes, y determina que, aun llegando a apreciar el sabor de las manzanas, siempre sintamos que hay «algo» que no nos permite estar completamente relajados al morderlas.

Se suele clasificar este aprendizaje «primitivo» en dos grandes categorías: el aprendizaje no asociativo, que se produce cuando los organismos se habitúan o se sensibilizan a un determinado estímulo, y el asociativo, que se da cuando el organismo establece relaciones entre estímulos o entre estímulos y acciones. Ambas categorías de aprendizaje utilizan mecanismos moleculares diferentes y requieren conexiones neuronales distintas y por lo tanto también aparecen en momentos diferentes del desarrollo. Concretamente, se sabe que la habituación de las personas a imágenes familiares, como la cara de los progenitores, por ejemplo, medida como el tiempo de fijación visual a lo largo de 10 exposiciones, se puede detectar a partir de los dos o tres meses de edad, mientras que las formas de aprendizaje asociativo aparecen mucho más tarde, al cabo de un año, más o menos, y continúan mejorando en eficacia y complejidad durante varios años más.