Henry Molaison, conocido durante años como “H. M.”, era famoso por no poder formar nuevos recuerdos. Si alguien que había conocido salía de la habitación y regresaba varios minutos después, saludaba a esa persona nuevamente como si fuera la primera vez. Debido a una cirugía para intentar combatir la epilepsia intratable que padecía, H. M. carecía de una estructura cerebral con forma de caballito de mar llamada hipocampo y tenía amnesia. Su caso ayudó a establecer a el hipocampo como motor de la memoria.

En los últimos años, los científicos han descubierto otro déficit esencial que agobia a las personas con amnesia del hipocampo: no pueden imaginar el abanico de posibilidades que deben considerarse para hacer planes futuros.

Cuando los investigadores le pidieron a un grupo de personas con daños en el hipocampo que se describieran a sí mismas en una escena ficticia, por ejemplo, acostados en una playa de arena blanca, los resultados fueron en gran medida en blanco y solo produjeron imágenes fragmentadas. Los escáneres cerebrales de personas sanas, por el contrario, mostraron que su hipocampo se activaba aún más cuando imaginaban el futuro que cuando evocaban el pasado.

Desde entonces, los estudios de la actividad neuronal en ratas han apoyado la idea de que el hipocampo desempeña un papel central en la imaginación. “Sigue siendo responsable de crear recuerdos de lo que está sucediendo en este momento”, dice Loren Frank, neurocientífica de sistemas del Instituto Médico Howard Hughes y la Universidad de California en San Francisco. “Y ahora parece que también es responsable de desplegar posibilidades”. Frank y sus colegas exponen su caso en un artículo titulado La imaginación como función fundamental del hipocampo, que se publicó en Philosophical Transactions of the Royal Society B.

Ese papel dual tiene sentido, dicen los expertos, en parte porque la imaginación depende en gran medida, si no exclusivamente, de la memoria. “¿Por qué hablamos de imaginación separadamente de la memoria? Desde el punto de vista público [hablar de ellos juntos] es una idea descabellada. Pero podemos decirlo de una manera sencilla: no hay absolutamente ninguna manera de que puedas imaginar algo sin el pasado”, afirma György Buzsáki, neurocientífico de sistemas de la Universidad de Nueva York, quien no participó en el artículo.

Además, ambas habilidades involucran esencialmente el mismo proceso: combinar fragmentos de experiencia con emociones, comentarios internos y cosas que la gente ha leído o escuchado, dice Donna Rose Addis, neurocientífica cognitiva del Instituto de Investigación Rotman en Toronto y de la Universidad de Toronto, quien tampoco participó en la reciente revisión. Este proceso puede incluso distorsionar los recuerdos mezclándolos con material imaginario. “La memoria es una forma de imaginación”, dice Addis.

Desde el punto de vista de Frank, la imaginación le da a la memoria un propósito: ayudarnos a tomar decisiones basadas en lo que hemos aprendido; por ejemplo, decidir evitar un alimento que alguna vez nos enfermó. “Desde una perspectiva evolutiva, estamos razonablemente seguros de que el propósito de los recuerdos está en el futuro”, dice Frank. “Los recuerdos te permiten tomar experiencias que tienes y recuperarlas para hacer predicciones sobre lo que sucederá a continuación”. Esta cadena de eventos neuronales incluso vuelve sobre sí misma. También necesitamos formar memorias de nuestras simulaciones del futuro para que cuando tengamos una experiencia, tengamos algo a qué recurrir. “Hemos descubierto que la codificación de una simulación imaginada también involucra al hipocampo”, añade Addis.

Gran parte de la evidencia reciente de las raíces de la imaginación en el cerebro se basa en un descubrimiento ganador del Premio Nobel en la década de 1970, las denominadas “células de lugar” en el hipocampo. Cuando una rata recorre un laberinto, la actividad de estas células cambia de manera predecible según la posición del animal en el laberinto. Estas células del hipocampo le dicen a un animal en qué parte del mundo se encuentra. Esta función parecía distinta de la imaginación hasta que Frank y sus colegas demostraron que la actividad de estas células no siempre representa la ubicación real de un animal.

Los patrones de activación de las células de lugar se repiten unas ocho veces por segundo en las ratas, formando lo que se llama el ritmo theta. Y dentro de cada ciclo, los investigadores encontraron que los patrones cambian progresivamente para representar tres ubicaciones diferentes para el animal, que están separados en el tiempo: el lugar donde estaba, su posición actual y, al final del ciclo, una posible ubicación próxima. “La actividad neuronal tiene esta estructura inconfundible en la que, en determinados momentos, se parece a lo que el animal está experimentando en el presente. En estos otros momentos, parece una experiencia imaginaria”, dice Kenneth Kay, investigador postdoctoral en el Mortimer B. Zuckerman Mind Brain Behavior Institute de la Universidad de Columbia y coautor del artículo. (La primera autora del artículo es la estudiante de posgrado de Frank, Alison Comrie).

Lo que una rata parece estar imaginando en un ciclo determinado varía. Cuando la rata se acerca a una intersección en forma de T en un laberinto, la actividad theta tardía alterna entre dos posibles futuros inmediatos: un giro a la izquierda en un ciclo y un giro a la derecha en el siguiente. Es como si el animal estuviera planeando su próximo movimiento, similar a un jugador de fútbol que corre hacia una pelota y analiza varios escenarios antes de decidir una jugada.

En otros casos, esa actividad theta tardía denota un lugar más distante en el laberinto, como si la mente de los animales vagara hacia otra escena o escenario, tal vez algún lugar en el que preferirían estar. Los investigadores también encontraron casos en los que esta parte del ciclo de la imaginación reflejaba una dirección de viaje hipotética que difería del rumbo direccional real del animal. “Representan cosas que pueden considerarse posibilidades o hipotéticas, cosas que podrían ser, pero no son necesariamente así en términos de un futuro posible o simplemente una realidad alternativa”, dice Frank.

La mera existencia de actividad espontánea dentro del hipocampo que no está necesariamente ligada a un lugar específico, dicen algunos expertos, insinúa un proceso de pensamiento interno que está separado de la realidad. “Esa ritmicidad [de la onda theta] no proviene del medio ambiente”, afirma Kay. “Eso recuerda mucho la noción de que nuestras imaginaciones provienen de nosotros mismos, y no de esta realidad externa”.

Otra forma de imaginación parece ocurrir cuando un animal no viaja por el espacio, sino que come, se acicala o se distrae. En estos momentos, los científicos han detectado estallidos de actividad en el hipocampo llamados “ondas agudas”, que también ocurren durante el sueño, que parecen representar repeticiones mentales de eventos pasados. Las repeticiones ocurren aproximadamente diez veces más rápido que el evento original, una recreación que recuerda la experiencia humana. “Una gran ventaja de usar nuestra mente para pensar en cosas es que a veces podemos reproducirlas y simularlas rápidamente”, señala Kay.

Si bien estas repeticiones mentales son una forma de recuerdo, también pueden representar eventos que el animal no ha experimentado, dice Frank. Algunas ondas agudas parecen conectar dos trayectorias que un animal había experimentado por separado, pero no juntas, dice. La actividad ondulatoria puede, en esencia, construir un mapa mental para que el animal pueda recorrer mentalmente nuevos caminos, como atajos y desvíos. En este contexto, el hipocampo parece estar actuando para combinar eventos pasados de nuevas maneras, algo que “se parece más a la imaginación que a simplemente reproducir el pasado o predecir el futuro”, dice Lynn Nadel, profesora emérita de ciencia cognitiva y psicología en la Universidad de Arizona, quien no contribuyó al artículo reciente.

Los experimentos de actividad neuronal en roedores son importantes, dicen los expertos, porque sitúan la idea de la imaginación en una realidad física: la del propio cerebro. “Esto nos da la oportunidad de tomar un concepto cognitivo confuso como la imaginación y vincularlo con la actividad cerebral”, dice Daphna Shohamy, neurocientífica cognitiva de la Universidad de Columbia y directora ejecutiva del Instituto Zuckerman de Columbia, quien no participó en los estudios ni en el documento de revisión.

Sin embargo, los mundos internos de los humanos son ricos y los estudios de las células de lugar en ratas pueden no representar todos los tipos de imaginación humana. Los resultados de los animales se conectan más directamente con la imaginación que se basa en la experiencia y la acción, como en la planificación de una estrategia para moverse por el mundo, dice Nadel. Pero otros expertos creen que el hipocampo tiene un repertorio mucho más amplio: también puede forjar lazos entre ideas e información. “No creo que al hipocampo le importe realmente a lo que estás conectando”, dice Addis.

Parte del trabajo de Shohamy apoya la idea de que el hipocampo podría ser importante para las simulaciones mentales que no están arraigadas en el tiempo o el lugar. Ella descubrió que las personas con daño en el hipocampo son mucho más lentas que aquellas sin daño cerebral a la hora de elegir entre alimentos, por ejemplo, un Kit Kat versus un M&M, que les gustan más o menos por igual. El problema parece ser que les cuesta imaginar cómo son las opciones. “Parece como si estuvieran dedicando más tiempo a intentar reunir pruebas”, dice Shohamy. Al final, hacen una elección al azar.

Aunque el hipocampo puede desempeñar un papel central en la imaginación, de ninguna manera realiza un acto en solitario. Necesita la cooperación de otras áreas del cerebro. Frank compara el hipocampo con un director de orquesta que activa las neuronas en otras regiones que representan las imágenes, los sonidos y los olores que son parte de un recuerdo o “encajan en alguna cosa imaginada“.

Un misterio es cómo la gente separa una sinfonía real de la música que suena en su cabeza. “Es sorprendente que no todos seamos psicóticos todo el tiempo, que no todos estemos delirando, porque es evidente que nuestro cerebro está inventando cosas la mayor parte del tiempo sobre cosas que podrían serlo”, dice Frank.

Nuevos datos del grupo de Frank sugieren que el cerebro puede usar la información sensorial, por ejemplo, la sensación de un pie golpeando el suelo mientras camina, para marcar lo que es real frente a lo que está simplemente en el ojo de la mente, y así anclar este hervidero de actividad neuronal en el mundo físico. El cerebro, dice, separa la realidad de la ficción reconciliando la información que recibe del mundo exterior con sus propios modelos internos.

Fuente: un artículo de Ingrid Wickelgren publicado en el portal www.scientificamerican.com

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