Estimulación visual en frecuencia theta y sus efectos en la memoria espacial

Abstract

La memoria declarativa es una habilidad cognitiva fundamental que nos permite una mejor adaptación al ambiente en que vivimos. Esta memoria la podemos dividir en tres diferentes fases: la adquisición, la consolidación y la evocación. Cada una de estas fases requiere de plasticidad. El ejercicio físico es una de las condiciones fisiológicas que mayormente puede facilitar la adquisición y/o consolidación de las memorias declarativas, mediante un incremento en diversas formas de plasticidad tales como: neurogénesis, dendrogénesis y angiogénesis, entre otras. Sin embargo, cómo el ejercicio físico es capaz de promover estos cambios plásticos en el cerebro con el consecuente aumento cognitivo, es algo que hasta hoy no ha sido claramente establecido. Una de las teorías propuestas es la teoría central, la cual postula que debido al aumento de actividad eléctrica de tipo theta en hipocampo y cortezas aledañas producido durante el ejercicio físico se generan cambios neuroplásticos que se traducen en un mejor desempeño de memoria. Por otro lado, se encuentra la teoría periférica que plantea que los beneficios del ejercicio en la memoria se deben a la liberación de señales humorales que van desde los músculos hacia el SNC. Dado lo anterior cabe cuestionarse si ¿es el aumento de actividad eléctrica theta hipocampal durante el ejercicio físico es capaz de generar un aumento cognitivo? Para testear esta idea se estimuló visualmente en banda theta, ratas sedentarias, buscando reproducir artificialmente el aumento eléctrico que se produce durante el ejercicio físico, y evitando los componentes periféricos propuesto. Posteriormente se evaluó las capacidades de memoria en estos animales mediante una tarea dependiente de hipocampo.

The human brain needs the coordination of theta (4-8 Hz) and gamma (20-120 Hz) oscillations to integrate new information into synaptic patterns or neuronal representations to consolidate new memories. One of the primary sources of increasing those oscillations in the brain is acute physical exercise. Physical exercise promotes pro-cognitive effects in different cognitive domains such as executive functions and memory. However, the mechanisms underlying these positive changes in cognition have not been fully elucidated. In the present investigation, we successfully promote pro-cognitive effects like those induced by acute physical activity throughout a minimally invasive procedure consisting of visual stimulation in theta frequency with a stroboscopic light. Our results show that visual stimulation at theta frequency effectively induced theta oscillation in the hippocampus and promoted memory enhancement. In adition, the reversible inactivation of the hippocampus during visual stimulation reduced the cognitive effect, although the data are not statistically. Nevertheless, the results seem promising. Considering that these last results have a small sample size, it is not ruled out that an increase in hippocampal electrical activity simiilar to the observed during physsical activity mediates positive effects on spatial memory.