Capacidad

El equipo de Ed Vogel explora, desde hace bastante tiempo, la capacidad de la memoria operativa (working memory capacity), es decir, las limitaciones al mantener en un estado activo la información necesaria para realizar una determinada tarea.

Comprender una idea exige ‘pegar’ las palabras de las frases mediante las que se expresa. Ver una escena e interpretarla exige ‘unir’ las piezas en un cuadro coherente. Conducir con seguridad considerando los demás vehículos, la cambiante ruta por la que se circula y nuestra propia situación atendiendo a los cambios dinámicos, es una actividad que se sirve de la memoria operativa.

En 2013 Steven Luck y Edward Vogel publicaron en ‘Trends in Cognitive Sciences’ una interesante revisión del estado del arte, explorando factores psicofísicos y neurobiológicos, así como las diferencias individuales que se observan en esa capacidad.

Vogel y sus colegas se centran, particularmente, en la capacidad de la memoria operativa visual, a la que consideran importante porque (a) correlaciona intensamente con la capacidad cognitiva global (inteligencia general o g para los amigos), (b) se supone que puede entenderse a nivel de los circuitos cerebrales y (c) puede medirse con facilidad.

La revisión discute las evidencias sobre las dos principales concepciones actuales sobre las limitaciones de capacidad (Kmax), es decir, (1) se explican por el limitado número de representaciones discretas (slots) que se pueden mantener temporalmente a corto plazo (el número de slots limita el recuerdo) o (2) dependerían de un recurso general infinitamente divisible (continuous resource) incrementando el ruido neural a medida que aumenta el número de elementos a recordar. La evidencia empírica no es concluyente, aunque los autores de esta revisión abrazan la primera perspectiva.

Una segunda línea de debate se centra en si las diferencias individuales pueden explicarse por la capacidad de almacenamiento o por la capacidad para usar eficientemente la capacidad de memoria.

Los autores dejan clara su perspectiva desde el principio:

“Las limitaciones de capacidad de la memoria operativa reflejan el problema de mantener activas representaciones múltiples en redes de neuronas que se comunican. Este problema se puede resolver manteniendo un número limitado de representaciones discretas, lo que, a su vez, influye en casi todas las demás funciones cognitivas”.

El principal paradigma experimental que sirve de base a su investigación es el ‘change detection paradigm’. El CDP permite medir la capacidad de la memoria operativa en individuos tan elementales como las palomas. Además, sus propiedades psicométricas son excelentes y presenta altas correlaciones con las funciones cognitivas superiores (por ejemplo, la inteligencia fluida o Gf).

La investigación usando potenciales evento-relacionados ha demostrado un cambio de voltaje sostenido durante el periodo de demora (contralateral delay activitiy, CDA). La amplitud de la CDA aumenta con el incremento del número de elementos a recordar, llegando al tope (o asíntota) cuando se alcanza el límite de capacidad del individuo (tres o cuatro ítems en promedio). Los estudios de resonancia funcional también revelan aumentos de señal en el intraparietal sulcus (IPS) durante el periodo de demora, llegando también a la asíntota cuando se alcanza el límite de capacidad del individuo.

Las diferencias individuales de capacidad son extraordinariamente estables. Los individuos diagnosticados de esquizofrenia poseen una fuerte limitación de capacidad, hasta el punto de explicar el 40% de sus déficits cognitivos. Los autores sugieren que mejorar su memoria operativa podría tener un impacto positivo sobre su funcionamiento cognitivo general.

Pero, ¿por qué se producen las diferencias individuales de capacidad en la memoria operativa?

El grupo de Vogel propone que el agente causal son las diferencias en “los procesos atencionales responsables de filtrar la información irrelevante”. En situaciones en las que se presentan estímulos relevantes e irrelevantes para la tarea, los individuos de baja capacidad codifican ambos aunque sea innecesario para seguir la consigna experimental. Estudios de resonancia funcional sugieren que esa diferencia es una expresión de una deficiente conectividad entre la corteza prefrontal, los ganglios basales y la corteza parietal.

Es decir, “las diferencias en Kmax pueden no reflejar la capacidad per se, sino las variaciones en los procesos de filtrado que controlan los procesos de codificación de información”. Aunque no se descartan otros posibles factores. Los estudios con pacientes que presentan Parkinson revelan problemas en su capacidad de almacenamiento (storage). Algo similar sucede con los pacientes que presentan esquizofrenia.

A nivel neurobiológico se supone que la conservación de un ítem depende de la sincronización entre un set de neuronas, que actúan de modo asíncrono con un set distinto encargado de otro ítem. La asincronía entre sets evita la interferencia. Los autores proponen que cada set de neuronas corresponde a un slot. La pérdida de información se produce porque no es posible mantener un gran número de sets en un estado activo. Los registros electrofisiológicos señalan que se producen picos de sincronización y oscilaciones en la banda gamma que pudieran representar los sets de neuronas. Posteriormente se ubican secuencialmente acoplándose en las oscilaciones en la banda theta.

Esta idea se relaciona con un estudio que revisamos aquí hace algún tiempo, donde se sugería que el número de ítems que se pueden mantener activamente a corto plazo se encuentra limitado por el número de ciclos gamma que ‘caben’ dentro de un ciclo theta (global time synchrony). Cuanto más largos son los ciclos theta y más cortos los gamma, mayor es la capacidad del individuo al aumentar la ‘fiabilidad’ del recuerdo a corto término.

Una pregunta que los autores dejan en el aire es la dirección causal de la relación entre la capacidad de la memoria operativa y la inteligencia:

“La gente más lista puede descubrir estrategias para realizar más eficientemente las tareas de memoria operativa. Averiguar cuál es la dirección causal será de vital importancia en la investigación futura”.

También subrayan la importancia de comprobar si es posible mejorar esa capacidad, y, por tanto, aumentar la inteligencia:

“Este es en la actualidad un tema candente entre los investigadores, pero aún no se dispone de una respuesta clara”.