Naturaleza del aprendizaje y la memoria

El aprendizaje es un proceso por el que los organismos modifican su conducta para adaptarse a las condiciones cambiantes e impredecibles del medio que los rodea. Junto a las fuerzas selectivas de la evolución, el aprendizaje constituye el modo principal de adaptación de los seres vivos. Cuanto más cambiante es el entorno más plástica debe ser la conducta, por lo que los organismos que viven en medios diferentes presentan también grados diferentes de plasticidad conductual. Esta plasticidad es un reflejo, a su vez, de la que caracteriza a las neuronas y al sistema nervioso de los organismos. Cuanta más plasticidad tiene su sistema nervioso más posibilidades de aprendizaje tiene un animal. Por tanto, el aprendizaje puede considerarse como un cambio en el sistema nervioso que resulta de la experiencia y que origina cambios duraderos en la conducta de los organismos.

Lo que aprendemos es retenido o almacenado en nuestro cerebro y constituye la denominada memoria. La memoria es siempre inferida del comportamiento. Por definición, no hay aprendizaje sin memoria, ni memoria sin aprendizaje, aunque éste último sea de naturaleza elemental. Aprendizaje y memoria son dos procesos estrechamente ligados y en cierto modo, coincidentes, como las dos caras de una misma moneda. Además están presentes en muchos otros procesos cerebrales, como la percepción sensorial, las emociones o el lenguaje, por lo que los especialistas tienen dificultades para referirse a alguno de ellos con independencia del otro o para discernir su presencia o participación específica en una función cerebral o conductual. La memoria —gentes, lugares y sucesos— define lo que cada uno de nosotros somos y da a nuestra vida un sentido de continuidad.

Cómo se forma la memoria

Salvo en situaciones de alto contenido emocional, las memorias no suelen formarse de un modo instantáneo, cuando se recibe la información. El proceso de formación de la memoria incluye al menos dos estadios o etapas subsecuentes: la memoria a corto plazo y la memoria a largo plazo. La memoria a corto plazo es un sistema en el que se almacena una cantidad limitada de información (generalmente menos de una docena de dígitos) durante un corto período. Es una memoria inmediata para los estímulos que acaban de ser percibidos. Un ejemplo típico es el número de teléfono que retenemos en la mente durante el breve tiempo que necesitamos para marcarlo. Se trata de una memoria frágil y transitoria que rápidamente se desvanece y resulta muy vulnerable a cualquier tipo de interferencias. La memoria a corto plazo se basa en actividades o cambios efímeros, eléctricos o moleculares, en las redes de neuronas que procesan la información. Mientras marcamos un número de teléfono no podemos atender otra cosa sin riesgo de olvidarlo. Después de marcarlo, solemos olvidarlo indefinidamente, a no ser que lo volvamos a utilizar una y otra vez. Si esto último ocurre, es decir, si como consecuencia de la repetición de la experiencia los cambios neurales de la memoria a corto plazo persisten, pueden activar otros mecanismos de plasticidad cerebral produciendo cambios estructurales en las sinapsis, es decir, en las conexiones entre las neuronas. Estos cambios constituyen el soporte físico del siguiente estadio, denominado memoria a largo plazo.

La memoria a largo plazo es un sistema cerebral para almacenar una gran cantidad de información durante un tiempo indefinido. A diferencia de la memoria a corto plazo, es una memoria estable y duradera, muy poco vulnerable a las interferencias. Gracias a esta memoria recordamos permanentemente quienes somos, el lugar donde vivimos, la lengua que hablamos, los conocimientos necesarios para ejercer nuestra profesión y muchos de los acontecimientos de nuestra vida pasada. Aprender es siempre un intento de almacenar información en nuestro sistema de memoria a largo plazo. El proceso gradual por el que la reiteración de las memorias a corto plazo produce los cambios neurales que originan la memoria a largo plazo se denomina consolidación de la memoria. La evocación de la información almacenada y el paso del tiempo suelen conferir a las memorias grados crecientes de estabilidad. Sin embargo, las memorias pueden perder estabilidad y cambiar con el tiempo.

Aprender lo inexplicable: la memoria implícita

El aprendizaje es un proceso cerebral que involucra mecanismos perceptivos y asociativos o relacionales. Las formas de aprendizaje complejo se basan en otras básicas o combinaciones de ellas. Muchas de esas formas básicas dan lugar a memorias implícitas, también llamadas procedimentales. Memoria implícita son los recuerdos básicamente inconscientes en que se basan nuestros hábitos perceptivos y motores. La memoria implícita se forma a partir de tipos de aprendizaje filogenéticamente antiguos, estrechamente ligados a las condiciones particulares de adaptación y supervivencia de cada especie. Memoria implícita es aquella que hace que dejemos de sobrecogernos cuando oímos ruidos intensos con los que ya estamos familiarizados (habituación), salivar ante la presencia de una comida apetitosa (condicionamiento clásico), comportarnos rutinariamente de forma socialmente aceptada (condicionamiento instrumental), reconocer inmediatamente a nuestros familiares y amigos (aprendizaje perceptivo) o montar en bicicleta (aprendizaje motor). Es, por tanto, el tipo de aprendizaje y memoria sobre cómo se hacen las cosas que solemos hacer. Su expresión es, en gran medida, automática y difícil de verbalizar. Generalmente es una memoria fiel, rígida y duradera, que se adquiere gradualmente y se perfecciona con la práctica. Una excepción es la memoria de las situaciones con alto contenido emocional, que pueden ser adquiridas y formadas muy rápidamente, con una sola experiencia. Por ejemplo, muchos no olvidarán nunca el momento y lugar o situación en que recibieron la noticia del colapso de las torres gemelas de Nueva York, la primera vez que vieron a su hijo recién nacido u otras primeras veces.

Otra característica de las memorias implícitas es la predisposición biológica de cada especie animal y de cada persona para adquirirlas. Prácticamente todas las formas de aprendizaje que dan lugar a memoria implícita están condicionadas por grados más o menos específicos de plasticidad cerebral. Existen muchos ejemplos. Las abejas son animales especialmente capaces de establecer asociaciones con colores y olores, los pájaros que anidan tienen una excelente memoria espacial, las ratas son animales bien adaptados al aprendizaje en laberintos, los primates han desarrollado habilidades especiales para el aprendizaje de naturaleza social y, entre estos últimos, los humanos son especialmente capaces de reconocer voces y rostros. En humanos encontramos además diferencias de género y entre individuos. Las mujeres, por término medio, tienen capacidades analíticas superiores a las de los varones, quienes, a su vez, por término medio, superan a aquéllas en habilidades espaciales. Es obvio, por otro lado, que diferentes individuos de uno y otro sexo heredan predisposiciones que les capacitan para desarrollar mejor determinados tipos de aprendizaje. Ni que decir tiene, lo importante que son también las predisposiciones de origen ambiental, educativas y sociales.

Aprender lo explicable: la memoria explícita

La memoria explícita son los recuerdos deliberados y conscientes que tenemos sobre nuestro conocimiento del mundo o sobre nuestras experiencias personales. Es el almacenamiento cerebral de hechos (memoria semántica) y eventos autobiográficos (memoria episódica). Se expresa conscientemente y es fácil de declarar verbalmente o por escrito, lo que le ha valido también, en humanos, el nombre de memoria declarativa. A diferencia de la implícita, este tipo de memoria puede adquirirse en uno o pocos ensayos y tiene como destacada particularidad el poder expresarse en situaciones y modos diferentes a los del aprendizaje original, es decir, es una memoria de expresión flexible, promiscua y cambiante. Es la memoria correspondiente al llamado aprendizaje relacional, una forma evolucionada de aprendizaje que nos permite comparar y adquirir información sobre gentes, lugares, cosas y circunstancias complejas, utilizando más de una modalidad sensorial. Requiere, por tanto, la intervención de diferentes zonas de procesamiento cerebral de información, como la corteza más evolucionada del cerebro (la neocorteza), que está ampliamente implicada en el análisis de la información sensorial y las percepciones, o el denominado lóbulo temporal medial del cerebro, que incluye el hipocampo, una región, como veremos más adelante, especialmente crítica para la formación de este tipo de memoria.

A diferencia de la memoria implícita, la memoria explícita puede establecerse en una única experiencia, sobre todo, como también ocurría con la memoria implícita, cuando su contenido tiene un carácter fuertemente emocional. Gracias a este tipo de memoria sabemos, por ejemplo, quien fue Teresa de Calcuta, qué es —o qué no es— un periodista, cuándo hay que hacer la declaración de la renta o dónde vive un amigo (memoria semántica). Es también la memoria que nos permite recordar las jugadas de gol de un partido o lo que hemos hecho durante todo el día (memoria episódica). Es, en definitiva, el aprendizaje y memoria sobre acontecimientos, hechos e información general.

La memoria explícita ha sido especialmente analizada en individuos con lesiones cerebrales, particularmente en el hipocampo. Un caso muy relevante por su repercusión en el conocimiento sobre las bases cerebrales de la memoria, fue el de HM, un individuo que había sufrido ataques epilépticos desde los 16 años. Cuando tenía 27, ni siquiera las dosis masivas de fármacos anticonvulsivantes aliviaban su enfermedad, por lo que fue intervenido quirúrgicamente para tratar de reducir sus síntomas, especialmente la intensidad de las convulsiones. El cirujano extirpó buena parte del hipocampo en ambos hemisferios cerebrales. La operación fue un éxito y HM pudo, a partir de entonces, controlar sus crisis con ayuda de medicación.

Pero, sorprendentemente, la operación le ocasionó un fuerte impedimento para formar nuevas memorias, es decir, para retener nueva información, un déficit denominado amnesia anterógrada. El paciente olvidaba sus experiencias casi al mismo tiempo que ocurrían. Podía leer cada día el mismo periódico creyéndolo diferente. Más aún, la cirugía le produjo también amnesia retrógrada, una incapacidad para recordar ciertos acontecimientos de épocas pasadas, previas a la intervención quirúrgica. Tenía, no obstante, una memoria a corto plazo, lo que le permitía mantener una conversación sobre la base del pensamiento actual. Al parecer su déficit es permanente, pues se mantiene a día de hoy, muchos años después de la operación. A pesar de todo, recuerda bien los acontecimientos de su infancia y, aunque resulte extraño, conserva su inteligencia general y sus capacidades lingüísticas, perceptivas y motoras. De hecho, cuando se le trata por primera vez se observa muy poca alteración en su conducta ordinaria.

Hoy sabemos que ese tipo de amnesias son características de todos los enfermos con daño o alteraciones en el lóbulo temporal medial del cerebro, la zona afectada en HM. Los enfermos de Alzheimer, uno de cuyos síntomas más graves es la pérdida progresiva de memoria, tienen también afectadas regiones cerebrales que comunican entre sí el hipocampo y el resto del cerebro. En general, los enfermos amnésicos recuerdan acontecimientos recientes pero no pueden formar memorias a largo plazo. No parecen capaces de transferir información desde los sistemas de memoria a corto plazo a los sistemas de memoria a largo plazo; un déficit que afecta a lo que hemos denominado consolidación de la memoria.

Un conocido rompecabezas manual, llamado Torre de Hanoi, nos permite distinguir claramente entre los tipos de memoria implícita y explícita. Consiste en pasar varios discos de madera, de diámetros progresivamente mayores, desde un eje vertical a uno de otros dos ejes, en movimientos de una sola pieza y sin colocar nunca un disco mayor encima de uno menor. Los pacientes amnésicos aprenden con normalidad a mover los discos correctos con eficacia creciente, pero son incapaces de recordar y reconocer conscientemente esos discos y el conjunto del rompecabezas, o las experiencias de días anteriores practicando con él. Cada ensayo diario es una novedad, porque el individuo no recuerda haberlo hecho antes, pero, sin duda, el paciente aprende y recuerda implícitamente lo aprendido, como demuestra con su ejecución cada día más perfecta. Por el contrario, pacientes como los de Parkinson con temblores y déficit motor de memoria implícita, recuerdan perfectamente sus experiencias previas con el rompecabezas, pero no consiguen acumular esa experiencia en forma de aprendizaje, equivocándose continuamente por muchos días que lo intenten. Vemos, pues, en la práctica la disección cerebral y funcional de ambos tipos de memoria y su trastorno en cada tipo de enfermo.

Las memorias implícita y explícita no son siempre independientes la una de la otra. En los organismos superiores se observa una considerable influencia mutua. Los recuerdos o conductas inconscientes (implícitas) pueden ser modulados y modificados por la memoria consciente (explícita) y los recuerdos explícitos suelen tener muchos componentes de memoria implícita. Muchos tipos de aprendizaje y memoria comienzan siendo conscientes y explícitos para acabar convirtiéndose, con la evocación o práctica repetida de su contenido, en pura conducta o memoria implícita. Cuando aprendemos a escribir a máquina, a nadar o a conducir un coche, nuestra conducta es consciente y explícita, pero con la práctica se automatiza y se convierte en una rutina inconsciente. Hay incluso tareas complejas que pueden aprenderse tanto de forma implícita como explícita, requiriendo cada una de ellas regiones cerebrales diferentes y originando memorias con propiedades también diferentes, pero lo más frecuente es que ambos tipos de memoria interactúen y se apoyen.