Memoria operativa

En este capítulo veremos cómo el cerebro procesa la información que aportan nuestros sentidos y que es necesaria para las tareas que realizamos continuamente. Los datos se agrupan y combinan en un “almacén” para ser utilizados inmediatamente en otros procesos mentales, es la Memoria Operativa, donde la visión vuelve a tener un papel fundamental.

Que es la memoria operativa

La memoria operativa es un almacén a corto plazo en el que se retiene información para utilizarla de forma casi inmediata, como cuando miramos un número de teléfono y lo memorizamos unos segundos para marcarlo seguidamente. Parece que no hay duda en la existencia de una relación entre memoria operativa y capacidad cognitiva.

La memoria suele compararse a un ordenador, en él hay una memoria a largo plazo, la que se almacena en el disco duro y una memoria de acceso aleatorio o RAM que representaría nuestra memoria operativa. La información del disco duro es estable y permanente y para su utilización debemos recuperarla cargándola en la RAM. La RAM se borra y se pone a cero en el momento que ha terminado la tarea ejecutada por un programa.

Cuanto mayor sea la capacidad de la RAM, más posibilidades de utilizar programas más complejos. De la misma forma, cuanto más capacidad de retención tenga nuestra memoria operativa, más posibilidades de mejorar muchos aspectos de nuestro rendimiento en la vida diaria.

Miller (1956) fue el primero que postulo que el ser humano tiene una capacidad limitada en el número de unidades que puede manejar de forma simultánea, es decir, su capacidad de memoria operativa estaba entorno a siete unidades, más-menos dos. Haz la prueba con esta serie numérica y mira hasta dónde llegas, seguramente no superaras la penúltima línea.

Posteriormente, el propio Miller señalo que la capacidad de almacenamiento a corto plazo, dependía de factores relacionados con la capacidad de agrupamiento, algo que difería según fueran palabras, números, etc.

Una idea básica que se obtuvo con los estudios de la memoria operativa, es que la información solo se podría disponer por un periodo muy breve de tiempo si no se repetía mentalmente. En estas primeras fases del estudio de la memoria a corto plazo, se observó que había otro tipo de memoria de muy corta duración, la llamada memoria sensorial.

Memoria sensorial

La memoria sensorial sirve para guardar una representación perceptiva de un estímulo por un espacio de tiempo de tan solo cien milisegundos tras la extinción de la señal sensorial. Estudios posteriores demostraron que no se trataba tanto de un decaimiento pasivo de la información, sino de un fenómeno de interferencia, similar a lo que vimos en el caso de la memoria a largo plazo.

Relación entre memoria a corto y a largo plazo

Richard Atkinson y Richard Shiffrin (1968) fueron los primeros en dar una versión aceptable entre la relación entre memoria a corto plazo y a largo plazo.

La función de la memoria a corto plazo es proporcionar un medio de controlar y mejorar, mediante estrategias de ensayo y codificación (como la agrupación), la memoria a largo plazo, es lo que se conoce como modelo modal.

La idea actual es que la memoria a corto plazo, con un carisma más pasivo, se ha trasformado o ha adquirido un carácter más dinámico, por ello el cambio de nombre a memoria operativa, que capta mejor la idea de almacenamiento temporal que aporta un espacio operativo útil en el cual se realizan actividades cognitivas complejas. Se pensaba que el modelo modal era de tipo secuencial, la información pasaría por la memoria a corto plazo antes de ingresar en la memoria a largo plazo, pero los datos de las investigaciones contradecían este hecho. Pacientes con daño en los lóbulos temporales, base de la memoria a corto plazo, podían incorporar nueva información en la memoria a largo plazo casi de una forma normal.

El concepto dinámico de memoria operativa se debe a Baddeley y Hitch, basado en un sistema que consta de, dos almacenes a corto plazo y un sistema de control. El almacén a corto plazo ya no es un sistema de paso, en él se permiten actividades cognitivas complejas que requieren integración, coordinación y manipulación de múltiples bits de información representada mentalmente. En este modelo se incorpora un sistema de control o ejecutivo central que rige la expulsión y retirada de información del almacenamiento a corto plazo. También se proponen dos buffers de almacenamiento, uno de información verbal (bucle fonológico) y otro de información visuespacial (bloc de notas visuespacial). Son almacenes independientes, lo cual permite mayor flexibilidad en el almacenamiento de la memoria así, cuando un almacén empieza a declinar, todavía se puede utilizar el otro. La presencia del ejecutivo central explica que la información de uno y otro almacén, aunque independientes, se puede coordinar y transferir de uno a otro almacén.

El bucle fonológico

Si le decimos a un individuo que lea una serie de siete números, seguro que los irá diciendo en voz baja, para sí mismo, intentando escucharlos con el “oído de la mente”, este escucharse interior es la base del bucle fonológico (Baddeley 1986), o como se conoce más comunmente, leer en alto para memorizar.

Cuando se codifica la información verbal presentada visualmente, la información se trasforma en un código basado en el sonido o código auditivo-fonológico, es como un eco que persiste brevemente tras desvanecerse. Para que no se extinga se requiere refrescar la información, repetirla, y es aquí donde aparece el concepto de bucle. La repetición o ensayo articulatorio permite guardar la información en el almacén fonológico.

La capacidad del almacén fonológico depende de diversos factores y quizás uno de los más significativos es la longitud de las palabras o más concretamente, lo que se tarda en pronunciarlas, más que el número de silabas en sí mismo. Cuanto más tiempo lleve ensayar un conjunto de elementos en la memoria operativa, mayor probabilidad de que estos elementos se eliminen del almacén fonológico.

Cerebro y almacenamiento fonológico

Un aspecto que interesaba dilucidar era si se podían separar las regiones relacionadas con el almacenamiento fonológico (área temporal izquierda inferior) y aquellas que intervienen en el ensayo mental (corteza frontal izquierda). Los estudios de neuroimagen sugieren que sí era posible separar estos dos componentes en la memoria operativa verbal.

La cuestión principal era, cuál es la verdadera función del bucle fonológico en la cognición.

El bucle fonológico y la memoria operativa

Parece lógico pensar que este bucle jugaría un papel importante en el lenguaje, básicamente por estar tan integrado en los sistemas de producción y comprensión del lenguaje.

El bucle fonológico y con ello la memoria operativa, no sería fundamental para la comprensión de una lengua conocida, pero sí se muestra necesario para el aprendizaje de una nueva lengua (la repetición interna se muestra muy efectiva en el proceso de aprendizaje).

El bloc visuespacial

Si nos piden que recordemos un sitio, una habitación diferente a la que nos encontramos ahora, por ejemplo nuestro despacho, es muy probable que cerremos los ojos y visualicemos la habitación, empezando por la puerta y recorriendo las paredes en sentido de las agujas del reloj, mirando con el “ojo de la mente”. Si hemos hecho esto, acabamos de implicar a nuestro bloc visuespacial.

Memoria operativa visuespacial

Es interesante destacar que cuando utilizamos el ojo de la mente, la navegación es espacial. Tenemos la experiencia subjetiva de mover el ojo de la mente de una localización espacial a otra, lo cual sugiere la posibilidad de que la memoria operativa visuespacial depende de sistemas cerebrales que planifican los movimientos de los ojos y de otras partes del cuerpo.

Visualización de acciones

Esto sería un elemento básico para entender el “ensayo mental espacial”, como cuando intentamos visualizar el trazado de una pista de esquí o el golpe de revés en el tenis. En estos casos, cuando visualizamos mentalmente, se están activando las mismas áreas cerebrales que cuando ejecutamos la acción incluidas las áreas motoras que activan los músculos. Los estudios con neuroimagen muestran que la memoria operativa visuespacial utiliza las mismas áreas que la atención espacial selectiva, es decir, la corteza frontal y parietal del hemisferio derecho así como las áreas visuales contralaterales a la localización espacial en la memoria operativa, siguiendo la organización cruzada de esas regiones cerebrales.

Información del bloc visuespacial

La información procesada en el bloc visuespacial es de dos tipos, tal como la habitación antes mencionada o la cara de un amigo.

1. Espacial
2. Visual

Parece que se pueden requerir diferentes tipos de códigos para retener esos dos tipos de información no verbal en el bloc visuespacial, tendríamos la habilidad de realizar un zoom de acercamiento de imágenes acentuando ciertas características o descomponer objetos en sus partes constituyentes y transformarlos (podemos imaginar la cara de un amigo, como se vería afeitado o con barba). Esto implica que la memoria operativa visuespacial debe estar compuesta por dos sistemas distintos, uno para retener representaciones de los objetos visuales y otro sistema para retener los espacios.

Habría una distinción entre procesamiento de objetos y procesamiento espacial, coincidiendo con la diferenciación que tenemos en el sistema visual, vías ventral del qué y la vía dorsal del dónde.

Esto lo vemos en neuroimagenes, se activa la región dorsal de la corteza prefrontal en tareas que involucran la memoria operativa espacial, mientras que se activan las áreas prefrontales ventrales durante la actividad de la memoria operativa de objetos.

El cerebro y la memoria operativa

Esta parte del modelo de memoria operativa determina:

1. Cuándo la información se guarda en los buffers de almacenamiento.
2. Qué buffer se selecciona para almacenarla, fonológico para la información verbal o bloc visuespacial para la información visual.
3. Integra y coordina la información entre los dos buffers.
4. Proporciona un mecanismo mediante el cual la información que se mantiene en los buffers se puede inspeccionar, transformar y manipular cognitivamente de cualquier otra manera.

Todas estas funciones dependen del control y la distribución de la atención que realiza el ejecutivo central. Determina cómo emplear los recursos cognitivos y cómo suprimir la información improcedente que podría consumir dichos recursos.

Uno de los aspectos que sigue ofreciendo dudas es la relación entre memoria operativa y memoria a largo plazo y, más que diferencias basadas en sistemas cerebrales estructuralmente distintos, sería más bien en términos de los mecanismos mediante los que se retiene la información.

Para su almacenamiento a corto plazo, la información se retiene como una actividad neural sostenida, mientras que en el almacenamiento a largo plazo será diferente.

Función de la corteza prefrontal

Parece que la corteza prefrontal juega un papel especial en mantener la información de forma activa.

Los estudios de neuroimagen hacen pensar que en el cerebro debe haber regiones especializadas no solo en cuanto al tipo de material que se está almacenando en la memoria operativa, sino también en cuanto a los diferentes modos de almacenar la información.

Corteza prefrontal y la memoria

La corteza prefrontal estaría especializada en mantener la información durante los intervalos más largos o frente a una distracción, mientras que los sistemas temporales o los parietales, podrían tener diferentes mecanismos para mantener la información durante los intervalos más cortos.

Estudios con pacientes y lesiones específicas sugieren que la corteza prefrontal, además de su participación en la memoria a corto plazo, estaría más involucrada con el ejecutivo central, en la coordinación de tareas dobles o en el manejo de la información en la memoria operativa. Esto pone de manifiesto que el ejecutivo central y los buffers de almacenamiento no son elementos totalmente separados y que estos últimos no son gregarios del ejecutivo central. Todo hace pensar que en la región prefrontal se llevan a cabo tareas de almacenamiento y control.

Hay autores que estarían más a favor de esta función de la corteza prefrontal, en su papel de mantener la información relativa a un objetivo (almacenamiento) y a una influencia de arriba abajo que coordina la percepción, la atención y la acción para alcanzar ese objetivo (control). La información almacenada en la corteza prefrontal puede aportar un contexto que ayude a interpretar situaciones ambiguas y responder a ellas.

El búffer episódico

El propio Baddeley modifico su modelo en el 2000 añadiendo un tercer buffer que denominó “buffer episódico” (figura más abajo).

Baddley considera que al buffer episódico como un sistema que puede servir tanto de:

1. Almacén auxiliar, cuando los principales están sobrecargados o alterados, como un lugar en el que integrar diversos tipos de información.
2. Almacén de contenidos verbales y espaciales dentro de la memoria operativa.

También utilizaría este buffer como un sitio donde se pueden almacenar las memorias a corto plazo de información compleja, como sucesos o episodios con dimensión temporal.

Para otros autores, incluso el mismo Baddeley lo apoya en una publicación del 2003, el buffer episódico estaría más cerca del ejecutivo central que de ser un componente específico del sistema de almacenamiento.

Diferencias entre las personas respecto a la memoria operativa

Sigue quedando pendiente la pregunta sobre, ¿por qué existe tanta diferencia en la memoria operativa entre los individuos?.

Si todo parecía situar esta memoria en la capacidad de retener unidades en un número muy constante, siete, más-memos dos, qué hay en la memoria operativa que se nos escapa.

Actualmente se tiende a pensar que más que esa capacidad de cantidad, lo que realmente es importante sería la capacidad de mantener activamente la información de interés para conseguir un determinado objetivo haciendo frente a las interferencias. Esta definición explicaría una inteligencia fluida y las capacidades cognitivas y se llevaría a cabo en la corteza prefrontal.

En el próximo capítulo seguiremos con lo que se denomina el ejecutivo central, para conocer de qué forma se controla la conducta y la cognición desde los lóbulos frontales, dónde aparecen los principios morales y éticos.