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Prótesis de la memoria / CIENCIORAMA 1 
 
 
Prótesis de la memoria 
Adriana Pliego 
 
Memoria de pescado 
La doctora Brenda Milner observaba cuidadosamente cómo su paciente H. 
M. trazaba sin dificultad, en comparación con los días anteriores, la 
estrella que estaba reflejada en el espejo del aparato parecido a una 
cámara lúcida, que permitía evaluar la capacidad de dibujar de sus 
pacientes. 
 
Has mejorado bastante H –opinó Milner–. 
No sé a qué se refiere, jamás había hecho esto antes –contestó H–. 
 
El famoso paciente Henry Molaison, mejor conocido como H. M., después 
de ser golpeado por una bicicleta, era víctima de fuertes convulsiones 
desde los siete años. Para controlar su severa y limitante epilepsia, le 
Prótesis de la memoria / CIENCIORAMA 2 
extrajeron quirúrgicamente el hipocampo, la amígdala, la corteza entorrinal 
y otras estructuras circundantes, en ambos lados del cerebro. La cirugía 
logró frenar la epilepsia, pero después de ésta, H. M. era incapaz de 
retener nuevos recuerdos. Aunque recordaba perfectamente su trabajo y 
eventos de su infancia y era capaz de mantener una conversación sin 
dificultades, si le pedían que dijera una secuencia numérica sencilla como 
42421 durante algunos minutos, la olvidaba con tan sólo una pequeña 
distracción. Después de la cirugía tampoco recordaba a las personas que 
le presentaban, incluso si las presentaciones se repetían varias veces. Por 
otra parte, aunque su mente no recordaba que sabía dibujar, podía trazar 
la figura de la estrella como si sus dedos supieran que ya había realizado 
la tarea antes. 
El desempeño de H. M. al trazar la estrella hizo suponer que no 
toda su memoria estaba afectada de igual manera. Se pueden distinguir al 
menos dos tipos de memoria: la cognitiva y la activa o motora. Los 
psicólogos los identifican como memoria explícita, referente a información 
sobre lugares, gente y objetos, e implícita, a la que recurrimos de manera 
inconsciente para ejecutar tareas motoras aprendidas anteriormente, como 
dibujar. La memoria explícita puede dividirse a su vez en episódica y 
semántica. La primera se refiere a eventos y experiencias individuales como 
un cumpleaños, una graduación, una separación dolorosa, etc., y la 
semántica constituye información sobre hechos que aprendemos en la 
escuela o mediante la lectura, como las capitales del mundo. 
A diferencia de la memoria explícita, la búsqueda de los recuerdos 
que activan la memoria implícita no se realiza de manera consciente. Esta 
memoria se construye poco a poco repitiendo una y otra vez la tarea que 
se desea aprender; su contenido no son ideas sino acciones. Las regiones 
cerebrales donde se forma y contiene la memoria implícita son 
principalmente el cerebelo y el cuerpo estriado, también asociadas al 
aprendizaje por condicionamiento. 
 
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Los hacedores de recuerdos 
El caso del paciente H. M. fue estudiado hasta después de su muerte en 
2008 (vivió 82 años) en la Universidad de San Diego, donde se conserva 
su cerebro para estudios microscópicos y de mapeo de las diferentes 
áreas afectadas. Sin embargo, no era posible esperar a que se diera otro 
caso tan particular como el suyo para determinar la función de estas 
estructuras cerebrales en la formación de la memoria. Por esta razón, 
Mortimer Mishkin y Larry Squire provocaron en 1978 una lesión similar a la 
de H. M. en monos a los que entrenaron previamente para seleccionar un 
objeto que posteriormente debían elegir entre otro par de objetos de 
diferente color, forma y textura. Después de la cirugía, encontraron que los 
monos a los que se les retiraron el hipocampo y la amígdala acertaron en 
la selección del objeto en un 60% de las veces, en comparación con 
aquellos a los que se les extrajo o el hipocampo o la amígdala de manera 
independiente, los cuáles acertaron el 91% de las ocasiones (figura 1). 
 
 
 
Figura 1. Estructuras donde reside la memoria implícita: el cerebelo y el cuerpo estriado. 
La memoria explícita reside en el hipocampo, en la amígdala, en la corteza entorrinal y 
en los lóbulos frontal, parietal, temporal, y occipital. 
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En 1978 al paciente R. B. se le diagnosticó amnesia después de un infarto 
cerebral del que no sobrevivió por mucho tiempo. Al estudiar su cerebro 
post-mortem se descubrió que el daño se restringía a la región CA1 de la 
capa porlimórfica del hipocampo, llamada así por la variedad de formas 
que poseen las neuronas de esta región y las de las regiones CA2 y CA3. 
Esto demostró que lesionar únicamente el hipocampo es suficiente para 
ocasionar daños importantes en la retención de los recuerdos. La 
designación CA para las regiones del hipocampo proviene de Cornu 
Ammonis o Cuerno del dios Amón, por su similitud anatómica con la 
mítica prolongación ósea. El flujo de información en este órgano es 
unidireccional y viaja de la capa CA3 a la CA1 (figura 2). 
 
 
 
Figura 2. Flujo de actividad neuronal en el hipocampo. 1 Región CA3, 2 región CA1, Las 
flechas indican el trayecto de la información. 
 
Como resultado de la experimentación, hoy sabemos que la memoria 
explícita se elabora en la corteza prefrontal, la límbica y el conjunto 
parieto-occipital-temporal para después viajar a la corteza entorrinal, 
localizada en el lóbulo temporal (figura 1). Esta corteza funciona como la 
principal puerta de entrada y de salida de la información multimodal 
(visual, auditiva y somática) al hipocampo. 
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El hecho de que los pacientes con amnesia, como H. M. y R. B., 
recordaran su infancia, aspectos particulares de su vida e información 
factual (memoria semántica) adquirida antes de sufrir la lesión en el 
hipocampo, sugiere que éste funciona como una estación temporal de 
almacenamiento antes de que la experiencia se consolide como recuerdo y 
se incorpore a la memoria a largo plazo. 
 
Cuatro procesos inolvidables 
El procesamiento de la información que conforma los recuerdos se resume 
en cuatro acciones principales. Primero la información debe ser codificada, 
es decir, transformada al código del sistema nervioso constituido por 
señales eléctricas y químicas. Para que una memoria persista y adquiera 
presencia, la información entrante debe ser codificada adecuadamente. Lo 
anterior es posible la mayoría de las veces, si enfocamos nuestra atención 
en aquello que deseamos recordar y lo asociamos con algo que ya 
conocemos completamente. A esto le sigue la consolidación del recuerdo. 
Este proceso otorga estabilidad a la información y la prepara para 
convertirla en memoria a largo plazo. Esto implica cambios en la expresión 
genética y por lo tanto síntesis de nuevas proteínas en las células. El 
proceso continúa con el almacenamiento del recuerdo, que puede 
permanecer atesorado durante un largo periodo, hasta que requiere ser 
recuperado de donde se rescata la información almacenada y volverse 
susceptible de sufrir distorsiones. Supongamos que un día eres testigo de 
un fuerte accidente vial. En ese momento al recuerdo de lo presenciado lo 
codifica el sistema nervioso. Como es un recuerdo impactante queda 
consolidado en tu memoria. Pocos días después, les cuentas a tu familia y 
amigos lo que te ocurrió. El relato sufre cada vez más cambios sutiles. 
Años más tarde, algo detona el recuerdo del accidente y al volver a 
contarlo incluso la información importante se altera. ¿Te ha pasado? 
 
 
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El temido TCE 
El traumatismo craneoencefálico (TCE) es una disfunción ocasionada por 
un golpe en la cabeza u otra parte del cuerpo cuyo impacto se transmite 
al cerebro. También puede ocasionarlo una sacudida fuerte o un objeto 
que penetre el cráneo, como una bala o un fragmento de hueso. En 
Estados Unidos, desde el año 2000, se han cuantificado más de 270,000 
soldados con este diagnóstico y que no mejoran con ningún tratamiento 
disponible. Como dependen de sus familiares para realizar sus actividades 
diarias, la enfermedad termina afectando en total a cerca de 1.7 millones 
de ciudadanos estadounidenses. En México el TCE es la tercera causa de 
muerte y se presenta más frecuentemente en hombres de entre 15 a 45 
años, lo cual provoca al Estado un gasto directo anual de ¡4.5 billones de 
pesos! Los efectos van desde sensación de desorientación hasta el estado 
de coma. Frecuentemente se afecta la capacidad de retener las memorias 
formadas inmediatamente antes de la lesión y disminuye la retención de 
todo lo ocurrido después de ésta. 
 
Un dispositivo que hace recordar a una rata 
La memoria es parecida a una máquina de búsqueda; para codificar 
coloca una etiqueta a los recuerdos y para recuperar realiza una 
búsqueda efectiva de estas etiquetas. Durante 35 años el ingeniero 
biomédico y neurocientífico Theodore Berger y su equipo de investigación 
de la Universidad del Sur de California, han estudiado al hipocampo y su 
participación en la formación y tratamiento de los recuerdos. Estos 
investigadores encontraron las señales eléctricas que corresponden al 
etiquetado y búsqueda del recuerdo. Para replicar su funcionamiento 
registraron de manera simultánea la actividad neural de múltiples regiones 
del hipocampo y desarrollaron funciones matemáticas con las que se 
simula su comportamiento. Después, los datos de estas señales 
provenientes de las etapas de adquisición y procesamiento de la 
información se incorporaron a un microchip. En 2011 Berger y Samuel 
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Deadwyler de la Universidad de Wake Forest, construyeron un dispositivo 
que adquiere las señales eléctricas del hipocampo para después tratarlas 
con un algoritmo que las decodifica y las reproduce como señales 
neuronales enviadas de un extremo del hipocampo al otro. Al modelo 
matemático que identifica si las señales neuronales son robustas (es decir, 
de si corresponden a un recuerdo sólido) o débiles (cuando son de algo 
que casi se olvida) se le llamó MIMO (Multi-entrada, Multi-salida, por sus 
siglas en inglés). Con esta información se construyó un dispositivo llamado 
prótesis de la memoria que es un circuito cerrado bidireccional; es decir, 
que registra señales cerebrales para posteriormente inyectar señales 
similares directamente en la región cortical del hipocampo. El primer 
prototipo de 16 electrodos (figura 3) se probó en ratas entrenadas para 
oprimir dos palancas, una después de la otra, sin un orden específico. 
 
 
Figura 3. La prótesis de la memoria con 16 electrodos registra y estimula las regiones 
CA1 y CA3. 
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El experimento sucede así: primero la rata baja una de las palancas de la jaula; 
posteriormente se acerca a un orificio que se ilumina; la rata introduce su nariz 
en el orificio hasta que la luz se apaga como previamente lo aprendió; la luz se 
mantiene encendida durante un periodo determinado aleatoriamente de entre 1 a 
30 segundos; al apagarse la luz, la rata debe recordar cuál de las dos 
palancas fue presionada y dirigirse directamente a la que falta por 
presionar. Si esto no sucede y la rata explora la palanca que ya había 
sido bajada, significa que olvidó cuál de las dos presionó al iniciar el 
experimento. 
Al activar la prótesis, un grupo de electrodos registraba la actividad 
en la capa CA3 del hipocampo y el otro registraba la de la capa CA1. 
Estas dos estructuras se activan en conjunto para formar los recuerdos a 
largo plazo. Sin embargo, la región CA3 mostró mayor actividad cuando la 
rata sabía cuál de las palancas debía presionar (señal robusta) y la CA1 se 
activó cuando la rata no estaba segura de cuál de las palancas había 
presionado (figura 4). Después de cientos de repeticiones, Deadwyler y 
Robert E. Hampson, también de Wake Forest, notaron que la activación en 
las regiones CA3 y CA1 sucedía en patrones específicos. Ellos los 
interpretaron como la codificación del recuerdo y los estudiaron tan 
cuidadosamente que podían determinar cuándo la rata iba a cometer un 
error (señal débil), pues la codificación era distinta. 
 
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Figura 4. En el experimento las ratas deben recordar cuál de las palancas está 
presionada y dirigirse después de un tiempo a la otra palanca. Si lo hacen directamente 
significa que recuerdan cuál de las palancas presionaron, si dan vueltas en la jaula o se 
acercan a la palanca presionada, significa que lo han olvidado. 
 
El MIMO predecía la actividad de CA1 basándose en la actividad inicial 
registrada por CA3 con un 90% de acierto. Cuando la rata no recordaba 
cuál palanca había presionado, la señal en CA3 era débil y en 
consecuencia la señal en CA1 cambiaba. Entonces los investigadores se 
preguntaron si era posible sustituir la señal débil por una robusta. 
Realizarlo implicaba procesar la información obtenida en CA3 a altísima 
velocidad para determinar CA1 adecuadamente. Después se inyectaría este 
patrón mediante estimulación eléctrica en la región CA1 del hipocampo. 
Este experimento representa el primer paso hacia el restablecimiento 
artificial de un recuerdo, la primera prótesis de la memoria. 
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Resultó que con el dispositivo apagado las ratas acertaron 80% de las 
veces, pero cuando se inyectó la señal robusta antes de que la rata se 
dirigiera a alguna de las palancas, la tasa de acierto aumentó en un 95%. 
También probaron la actividad contraria, al inyectar una señal débil en CA1 
para reforzar esta señal e interferir con el recuerdo, aun cuando se tenía 
una señal robusta en CA3. Lo anterior provocó que los aciertos 
disminuyeran un 75%. 
Finalmente, Deadwyler, Hampson y Berger probaron el dispositivo en 
ratas que nunca habían realizado el experimento. Éstas tuvieron un 60% 
de aciertos con el dispositivo apagado y un 80% con él prendido; lo cual 
significa que una rata con la prótesis encendida y sin entrenamiento es 
igual de buena en desempeñar la tarea que la entrenada previamente. 
 
La prótesis en primates 
El cerebro de las ratas es diferente al de los primates. En particular el 
hipocampo de los primates presenta una cubierta más gruesa que la de 
los roedores, lo cual dificulta la inserción de los electrodos. Aun así, 
después de dos años de pruebas, el fisiólogo Greg Gerhardt de la 
Universidad de Kentucky junto con Deadwyler y Hamspon lograron 
desarrollar y probar la prótesis en monos macacos. 
La tarea experimental consistió en mostrar al primate en la pantalla 
de una computadora figuras de flores, edificios, animales o humanos. 
Después aparecían imágenes diferentes a las anteriores como distracción, 
durante 10 a 90s. Finalmente se desplegaba la imagen original junto con 
otras ocho en espacios distintos de la pantalla. La tarea obligaba a los 
monos a recordar durante un lapso breve una figura presentada en la 
primera pantalla, para después de mostrarles las figuras de distracción que 
seleccionaran la primera figura en la última pantalla. Utilizando el MIMO 
de Berger, una vez más fue posible predecir la actividad de CA1 basándose 
en la información recolectada en CA3. Los investigadores sabían cuándo el 
macaco cometería un error (señal débil) y cuándo acertaría (señal fuerte), 
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al igual que con las ratas. Además, no únicamente se probó que la 
codificación correspondía al recuerdo de la imagen retenida sino también 
al espacio en la pantalla en el que aparecía la figura correcta. 
Con el fin de acelerar las pruebas experimentales y comenzar a 
probar la prótesis en veteranos de guerra, la DARPA ha aportado ya $37.5 
millones de dólares al financiamiento de este proyecto. Esta agencia 
espera que culminen las evaluaciones en humanos entan sólo cuatro 
años. Otras enfermedades cuyo tratamiento puede verse beneficiado por la 
prótesis de la memoria son esquizofrenia, amnesia y demencia. 
Por la capacidad en bits y la velocidad de procesamiento necesarios 
para que la prótesis de la memoria tenga éxito, el proyecto RAM 
(Restauración activa de la memoria, por sus siglas en inglés) también 
impulsa la investigación de modelos de multi-escalamiento computacional, 
es decir, de procesadores que ejecutan varias acciones al mismo tiempo, a 
diferencia de los actuales que sólo son capaces de ejecutar una por ciclo 
de funcionamiento. 
Por otro lado, esta invención ha despertado el interés de los 
especialistas en ética, sociólogos y abogados, ya que si fuera posible 
insertar un recuerdo humano artificialmente, se estaría interviniendo 
directamente en la identidad del individuo. 
 
Referencias electrónicas 
http://spectrum.ieee.org/biomedical/bionics/darpa-project-starts-building-human-memory-
prosthetics 
http://www.darpa.mil/program/restoring-active-memory 
http://www.hexapolis.com/2014/09/14/memory-prosthetics-that-can-reverse-memory-loss-
no-longer-a-distant-dream/ 
http://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/traumatic-brain-injury/basics/definition/con-
20029302 
http://www.polytrauma.va.gov/understanding-tbi/ 
 
Referencias bibliográficas 
http://spectrum.ieee.org/biomedical/bionics/darpa-project-starts-building-human-memory-prosthetics
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http://www.hexapolis.com/2014/09/14/memory-prosthetics-that-can-reverse-memory-loss-no-longer-a-distant-dream/
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Prótesis de la memoria / CIENCIORAMA 12 
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1, No. 3, pp. 269-271, julio, 1991. 
 Mishkin M., “Memory in monkeys severely impaired by combines but not separate 
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 Preciado A. K., Matute E., López Cruz M., López Elizalde R., Ontiveros A.,”Factores 
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 Deadwyler S.A., Berger T. W., Sweatt A. J., Song D., Chan R. H. M., Opris I., Gerhardt 
G. A., Marmelis V. Z., Hampson R. E., “Donor/recipient enhancement of memory in 
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 Opris I., Santos L. M., Gerhardt G. A., Song D., Berger T. W., Hampson R.E., 
Deadwyler S. A., “Distributed encoding of spatial and object categories in primate 
hippocampal microcircuits”, Frontiers in Neuroscience, octubre 2015, volumen 9, 
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 Xu H. J., Weltman A., Hsiao M-C., Scholten K., Meng E., Berger T.W., Song D., 
“Design of a Flexible Parylene-based Multi-electrode Array for Multi-region Recording 
from the Rat Hippocampus”, Conf. Proc. IEEE Eng Med Biol Soc., 2015 agosto; 
2015:7139-42. 
 Song D., Robinson B.S. Hampson R.E., Marmarelis V.Z., Deadwyler S.A., Berger T.W., 
“Sparse Generalized Volterra Model of Human Hippocampal Spike Train 
Transformation for Memory Prostheses”, 2015 37th Annual International Conference 
of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC).