El cerebro humano tiene aproximadamente 86.000 millones de neuronas. Ese dato aparece en casi todos los artículos sobre memoria e inteligencia como si explicara por sí solo la capacidad cognitiva humana. Lo que rara vez se menciona es que el cerebro tiene una cantidad comparable de un tipo celular completamente diferente, los astrocitos, que la neurociencia trató durante décadas como infraestructura de soporte. Un equipo del MIT publicó en mayo un modelo matemático que cuestiona directamente esa clasificación.
El problema que las neuronas solas no pueden resolver
El modelo estándar de almacenamiento de memoria en redes neuronales es la red de Hopfield, formalizada en 1982 por John Hopfield, quien recibió el Premio Nobel de Física en 2024 por esa y otras contribuciones fundacionales. Las redes de Hopfield almacenan información como patrones en las conexiones entre neuronas y funcionaron bien como modelo conceptual de la memoria. El problema es que tienen un límite de almacenamiento muy inferior a lo que el cerebro humano demuestra poder guardar.
Existe una versión ampliada del modelo, la memoria asociativa densa, que puede almacenar considerablemente más información. El obstáculo es biológico: ese modelo requiere conexiones entre más de dos neuronas simultáneamente. Las sinapsis convencionales conectan exactamente dos neuronas. No existe ningún mecanismo biológico obvio para el acoplamiento de orden superior que la memoria asociativa densa exige. Hasta ahora.
Los astrocitos como unidades computacionales, no como andamiaje
Los astrocitos son células con forma de estrella y extensiones largas y delgadas llamadas procesos, cada uno de los cuales puede envolver una sinapsis individual. Un solo astrocito puede contactar cientos de miles de sinapsis. Cuando un proceso de astrocito envuelve una sinapsis, crea lo que se llama una sinapsis tripartita: una unión de tres vías entre el proceso del astrocito, la neurona presináptica y la neurona postsináptica.
Los astrocitos no generan potenciales de acción eléctricos como las neuronas, pero se comunican mediante señales de calcio y pueden liberar moléculas de señalización llamadas gliotransmisores en la unión sináptica. El equipo del MIT, liderado por Leo Kozachkov con Jean-Jacques Slotine y Dmitry Krotov como coautores, trató cada dominio sináptico tripartito no como una unidad estructural pasiva sino como una unidad computacional. En ese modelo, el astrocito y las dos neuronas que conecta forman exactamente el tipo de acoplamiento de orden superior que la memoria asociativa densa requiere.
La implicación: memoria sin techo conocido
Tal como reporta el estudio publicado en las PNAS, Maurizio De Pitta, profesor asistente de fisiología en el Krembil Research Institute de la Universidad de Toronto que no participó en el trabajo, describió la implicación central: «Los autores argumentan que cada unidad tripartita puede almacenar tantos patrones de memoria como neuronas hay en la red. Esto lleva a la sorprendente implicación de que, en principio, una red neurona-astrocito podría almacenar un número arbitrariamente grande de patrones, limitado únicamente por su tamaño».
La expresión arbitrariamente grande merece atención: no significa infinito, sino que el modelo no golpea el techo que las redes de neuronas solas golpean. En esta lectura, la razón por la que la memoria humana no tiene un límite superior conocido no es que el cerebro haya encontrado algún mecanismo exótico, sino que podría estar explotando una arquitectura de almacenamiento que la neurociencia, hasta hace muy poco, no pensó en buscar.
Lo que el modelo no demuestra, y por qué eso importa
Los autores son explícitos sobre el estado especulativo de su trabajo. «Esperamos que una de las consecuencias de este trabajo sea que los experimentalistas consideren esta idea seriamente y realicen algunos experimentos que pongan a prueba esta hipótesis», señaló Krotov. El modelo es matemáticamente coherente y biológicamente plausible, pero aún no ha sido verificado experimentalmente. La distancia entre un modelo plausible y un mecanismo confirmado puede ser muy larga en neurociencia.
El modelo también aborda específicamente la capacidad de almacenamiento. No explica qué se almacena, por qué algunos recuerdos persisten y otros no, o cómo la memoria se distorsiona o colorea emocionalmente. Pero si los experimentos eventualmente confirman la hipótesis, la implicación es mayor que solo reivindicar a los astrocitos: significaría que la unidad básica de almacenamiento de memoria que la neurociencia ha estudiado durante décadas, la sinapsis entre dos neuronas, no es en realidad la unidad básica del sistema.
