El hipocampo, estructura cerebral central para la memoria, ha sido tradicionalmente vinculado a la recuperación de recuerdos pasados. Sin embargo, un estudio publicado en Nature Neuroscience en marzo de 2025 propone una función más activa y creativa. El hipocampo también puede construir nuevas representaciones mentales combinando información previamente aprendida.
El estudio fue dirigido por investigadores de la Universidad de Oxford y otras instituciones, quienes combinaron modelos computacionales con registros neuronales en roedores. Descubrieron que el hipocampo puede ensamblar “bloques” de conocimiento conocidos para formar escenarios nuevos sin necesidad de aprendizaje adicional. Esto permite que los animales infieran situaciones futuras sin haberlas vivido previamente.
Elementos mentales reutilizables para construir la realidad
Los autores proponen que el hipocampo utiliza componentes mentales llamados primitives o “elementos composicionales”. Estos bloques son unidades básicas de información, como la posición de un objeto, un sonido o una acción. Al combinar estos elementos de manera flexible, el cerebro puede construir espacios de estados mentales complejos.
Por ejemplo, si un animal conoce la posición de una barrera y de una recompensa, puede imaginar una ruta entre ellas sin haberla recorrido. Esta capacidad composicional ofrece ventajas adaptativas, permitiendo planificar, adaptarse a cambios en el entorno y responder rápidamente a nuevas situaciones.
Las repeticiones mentales consolidan escenarios imaginados
La repetición de experiencias en la mente, un fenómeno conocido como replay, también juega un rol esencial. Los investigadores observaron que, después de descubrir un nuevo elemento en el entorno, el hipocampo generaba patrones de activación remotos que reflejaban ese hallazgo.
Estos patrones se repetían en reposo, consolidando la nueva representación compuesta.
Curiosamente, si el punto de referencia cambiaba de ubicación, los patrones neuronales se ajustaban para mantener la relación espacial. Esto indica que el cerebro no solo reacciona a estímulos presentes, sino que actualiza internamente sus mapas mentales mediante repeticiones internas dirigidas.
Inferencias sin necesidad de experiencia directa
Una de las demostraciones clave del estudio fue que los animales podían activar secuencias de lugar hacia una meta invisible basándose solo en un nuevo punto de referencia. Esto sugiere que el hipocampo puede proyectar posibles trayectorias futuras sin experiencia directa en esas condiciones específicas.
En modelos computacionales, esta composición flexible también permite inferencias rápidas, sin necesidad de redes complejas o aprendizaje profundo.
La reutilización de bloques mentales previos ofrece una solución eficiente a problemas de planeación y predicción, tanto en animales como potencialmente en humanos.
De la memoria a la imaginación orientada al futuro
El marco propuesto por los autores replantea el papel del hipocampo: ya no es solo un archivo del pasado, sino un generador activo de futuros posibles. La memoria, según este modelo, no es una copia del pasado, sino una construcción dinámica que sirve a la predicción y a la acción adaptativa.
Este hallazgo tiene implicaciones amplias en neurociencia cognitiva, inteligencia artificial y psicología del aprendizaje. Si los principios composicionales y de repetición pueden ser replicados en sistemas artificiales, podrían inspirar nuevas formas de procesamiento eficiente de información.
Modelos animales y generalización teórica
El estudio utilizó ratas en tareas de navegación espacial, combinadas con registros de actividad en el hipocampo dorsal. Los patrones observados respaldan el modelo teórico, pero también plantean preguntas abiertas.
¿Estos mecanismos funcionan igual en humanos? ¿Qué otras regiones cerebrales contribuyen a esta construcción?
Aunque los datos en animales son consistentes, será necesario investigar si los mismos principios aplican a la planificación abstracta, la resolución de problemas o la toma de decisiones sociales en humanos. La composición y el replay podrían ser procesos comunes a varias funciones cognitivas avanzadas.
Una memoria orientada al futuro
El estudio propone una visión renovada del hipocampo como generador de simulaciones mentales. Al combinar elementos previos y consolidarlos mediante repeticiones internas, el cerebro construye mapas flexibles y adaptativos del mundo.
Este modelo ofrece una explicación elegante para la imaginación, la creatividad y la toma de decisiones. En lugar de ser una simple búsqueda de archivos mentales, la memoria emerge como un sistema activo para anticipar lo que viene. Una herramienta, no del pasado, sino del futuro.
Referencias
- Bakermans, J.J.W., Warren, J., Whittington, J.C.R. et al. Constructing future behavior in the hippocampal formation through composition and replay. Nat Neurosci (2025). doi: 10.1038/s41593-025-01908-3
Cortesía de Muy Interesante
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