Sobre el papel de la acetilcolina en la memoria operativa

La necesidad de comprender los mecanismos de memoria y aprendizaje es más apremiante a medida que aumenta la expectativa de vida humana. El incremento en la expectativa de vida acarrea numerosos problemas de salud. El envejecimiento humano produce una aguda declinación en habilidades tales como la codificación de memorias, el mantenimiento y manipulación de ítems por un breve período de tiempo (i.e., memoria operativa), y el procesamiento rápido de información. Un gran número de investigaciones fisiológicas han demostrado que ciertas substancias químicas conocidas como neuromoduladores tienen un efecto importante en el cerebro humano. Uno de estos neuromoduladores, la acetilcolina, se considera que está involucrada tanto en el proceso de aprendizaje como en el de rememorar. Estudiamos cómo diferentes concentraciones de acetilcolina, la aplicación de antagonistas muscarínicios y nicotínicos afectan la actividad persistente de neuronas piramidales en la corteza prefrontal. Para ello utilizamos un modelo de red recurrente de memoria operativa de objetos desarrollada por Brunel and Wang; sin embargo, agregamos a dicho modelo un mecanismo de adaptación de frecuencia. En primer lugar analizamos la estabilidad de la red realizando manipulaciones individuales de cada parámetro. Luego simulamos una alta concentración de aceltilcolina, el bloqueo de los receptores nicotínicos y el bloqueo de los receptores muscarínicos. Para cada simulación realizamos 320 ensayos. Dado que no realizamos investigaciones clínicas o experimentales específicas, no pudimos contrastar los resultados obtenidos con datos clínicos propios. Nuestros descubrimientos principales son que los parámetros más importantes para la estabilidad de la actividad persistente de la red son las conexiones inhibitorias recurrentes y la conductancia hiperpolarizante. Además, la actividad persistente de la red decae cuando la magnitud de tanto las conexiones inhibitorias recurrentes como de la conductancia hiperpolarizante es incrementada.