Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | El aprendizaje espaciado y los mecanismos que optimizan la persistencia de memorias |
| Título alternativo: | Spaced learning and the mechanisms that optimize memory persistence |
| Autor: | Correa, Julieta Andrea |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Profesor Eduardo de Robertis" (IBCN)
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| Fecha de defensa: | 2024-08-23 |
| Fecha en portada: | 23 de agosto de 2024 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular |
| Director: | Viola, Haydée Ana María |
| Consejero: | Romano, Arturo Gabriel |
| Jurado: | Bekinschtein, Pedro Alejandro; Freudenthal, Ramiro; Soiza Reilly, Mariano |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | MEMORIA DE LARGO TERMINO; PERSISTENCIA; APRENDIZAJE ESPACIADO; ETIQUETADO CONDUCTUAL; HIPOCAMPO; RATAS; ESTUDIANTES NIVEL INICIAL; ADULTOSLONG-TERM MEMORY; PERSISTENCE; SPACED LEARNING; BEHAVIORAL TAGGING; HIPPOCAMPUS; RATS; STUDENTS |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7626_Correa |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7626_Correa.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7626_Correa |
| Ubicación: | BIO 007626 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Correa, Julieta Andrea. (2024). El aprendizaje espaciado y los mecanismos que optimizan la persistencia de memorias. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7626_Correa |
Resumen:
La persistencia de la memoria a largo término (MLT) es un aspecto fundamental de esta función cognitiva y está relacionada con la formación y el mantenimiento de recuerdos que pueden durar días, semanas, meses o incluso años después de adquirir la información. En 2007, postulamos la hipótesis del “Etiquetado conductual” (EC), la cual aporta un enfoque original para comprender el proceso de formación de la MLT. Esta hipótesis propone que cada aprendizaje señala/etiqueta los sitios específicos relacionados con la plasticidad de su memoria. Este proceso resulta fundamental, ya que permite la captura de las proteínas de plasticidad (PRP) necesarias para la consolidación de esa memoria. Este marco conceptual enfatiza que la señalización de los sitios donde se almacenará la información es tan importante como la síntesis de los PRP para lograr el sostenimiento de la traza mnésica. Existen diversas estrategias para perpetuar la traza de la memoria. Una de estas estrategias implica exponer al animal a una sesión recordatoria, ya sea mediante una evaluación o una segunda experiencia de entrenamiento. No obstante, repetir una experiencia no siempre garantiza una memoria mejorada de la misma. El intervalo de tiempo entre estas experiencias es crucial para promover la formación de una memoria duradera. En este contexto, los entrenamientos espaciados han demostrado tener un efecto positivo en la creación o extensión de la duración de las memorias, ofreciendo ventajas sobre los entrenamientos masivos. En este estudio, el objetivo fue develar los mecanismos subyacentes que nos permitan comprender las bases neurofisiológicas del fenómeno del re-entrenamiento, predecir los intervalos que favorecen la memoria y desarrollar estrategias para mejorar la retención de información. Inicialmente, para identificar el proceso que promueve la persistencia de la MLT a través del aprendizaje espaciado, se utilizó la tarea de reconocimiento espacial de objetos (REO) en ratas. El protocolo constó de una primera sesión de entrenamiento fuerte que indujo la formación de la MLT (evaluada 1 día después del entrenamiento), pero no de su persistencia (evaluada a los 7 o 14 días posteriores); y una segunda sesión de entrenamiento débil (que solo induce memoria de corto término) que promovió la persistencia de la memoria cuando se aplicó 1 día después del primer entrenamiento, pero no cuando transcurrieron 7 días. No se observó una promoción de la persistencia cuando se utilizó una sesión de evaluación en lugar del re- entrenamiento como segunda sesión. Proponemos que la promoción de la persistencia se basa en el mecanismo del EC que opera cuando se recupera la traza mnésica. Los resultados sugieren que el efecto del re-entrenamiento requiere los mecanismos de expresión de la memoria, pero no los mecanismos de refuerzo o reconsolidación de la memoria. El efecto promotor del re-entrenamiento involucra la actividad de ERKs1/2, para establecer la etiqueta de aprendizaje, y la disponibilidad de receptores AMPA que contienen GluA2 en el hipocampo dorsal como proteína de plasticidad. Postulamos que durante el re-entrenamiento, los sustratos neurales inicialmente activados por el aprendizaje original serían principalmente re-etiquetados. En estos sitios, se utilizarían las PRP necesarias tanto para la expresión de la memoria como las inducidas por la evocación, lo que permitiría mantener una traza mnésica persistente. Tanto las PRP como el establecimiento de marcas de aprendizaje son procesos clave desencadenados por el re-entrenamiento, que permiten la persistencia de la memoria de REO. Luego, se buscó extender este modelo al estudio de la memoria en humanos y nos preguntamos si un fenómeno similar al observado en roedores se manifiesta en un entorno educativo, es decir, si el uso de una sesión de re-entrenamiento puede mejorar la retención de la información aprendida en el aula. El objetivo fue investigar los efectos del aprendizaje espaciado en la persistencia de la memoria en estudiantes de primaria (de 8 a 11 años). Se diseñó una tarea que involucra una o dos sesiones de aprendizaje separadas por diferentes intervalos entre sesiones para evaluar la memoria gráfica basada en la figura de Rey Osterrieth. Durante la sesión de entrenamiento, se les pidió a los estudiantes que copiaran una figura, y durante la sesión de evaluación, se les pidió que la dibujaran en ausencia del modelo. El grupo control participó en una sola sesión de copia, el grupo de re-entrenamiento tuvo dos sesiones de copia idénticas, y un grupo de re-evaluación realizó una sesión de copia y una sesión de evaluación como segunda sesión. La MLT evaluada en el grupo control disminuyó significativamente a lo largo de las semanas. La persistencia de la memoria se evaluó 7 días después de la segunda sesión. Se observó una mayor persistencia de la de la MLT en comparación con el grupo control en el grupo de estudiantes que recibió una segunda sesión (ya sea de evaluación o re-entrenamiento) 2 días, 1 o 2 semanas después de la primera. Sin embargo, cuando el intervalo entre sesiones fue más largo (3 o 6 semanas), el re-entrenamiento fue la única forma efectiva de promover la persistencia de la memoria. Los beneficios del re-entrenamiento persistieron durante al menos 8 semanas, lo que indica una mejora sostenida de la memoria. Además, los resultados sugieren que la efectividad de una segunda sesión depende de la memoria remanente después de la primera sesión. Por último, para ampliar el estudio de este efecto en humanos, se utilizó una tarea de aprendizaje visoespacial (VLST) en una población adulta mayor de 18 años. Esta tarea espacial, realizada mediante una plataforma virtual, consiste en la localización de símbolos dentro de un tablero. Se realizaron protocolos de dos sesiones, donde la segunda podía ser de entrenamiento o de test experimentadas a diferentes intervalos, registrando la MLT a la semana. Los resultados sugieren que una sesión de test fue efectiva para promover la persistencia de la memoria cuando la expresión de la traza original era elevada. En cambio, una sesión de re-entrenamiento garantiza una retención más sólida del aprendizaje, incluso con un intervalo de hasta 14 días, momento donde la memoria original decayó significativamente. Nuestros hallazgos aportan nuevos conocimientos sobre el impacto del aprendizaje espaciado en la persistencia de la MLT, tanto en roedores como en humanos, respaldando la hipótesis del EC como mecanismo subyacente a la formación y persistencia de estas memorias. El aprendizaje y la memoria son capacidades cognitivas fundamentales para la educación escolar. Los resultados obtenidos en estudiantes podrían proporcionar a los educadores información valiosa acerca de una herramienta sencilla pero efectiva para mejorar el rendimiento en el aula.
Abstract:
Long-term memory (LTM) persistence is a key element of cognitive function and is related to the formation and maintenance of memories that can last for days, weeks, months, or even years after their acquisition. In 2007, our group proposed the "Behavioral Tagging" (BT) hypothesis, which offers an original approach to comprehend the formation of LTM. This hypothesis posits that the learning of a task tags specific sites associated with the plasticity of a given memory. This process is fundamental because it allows for the capture of the plasticity-related proteins (PRPs) necessary for the consolidation of that memory. This conceptual framework emphasizes that the tagging of sites where the information will be stored is as important as the synthesis of PRPs in achieving the sustainability of the mnemonic trace. There are various strategies to perpetuate memory traces. One of these strategies involves exposing the subject to a reminder session, either through a test or a new training experience. However, repeating an experience does not always guarantee an improved memory of it. The time interval between these experiences is crucial to promote the formation of lasting memories. In this context, spaced training has shown a positive effect on creating or extending the duration of memories, offering advantages over massed training. In this study, our goal was to elucidate the underlying mechanisms that enable us to comprehend the neurophysiological foundations of the retraining phenomenon, anticipate intervals that support memory, and formulate strategies for improving retention. First, to identify the process that promotes LTM persistence by spaced learning, we used the spatial object recognition (SOR) task in rats. The protocol consisted of a first strong training session that induced LTM formation (tested 1 day after training), but not LTM persistence (tested 7 or 14 days after training); and a second weak training session that promoted memory persistence when applied 1 day, but not 7 days, after the first training. Persistence was not promoted when a test session was employed as the second session instead of retraining. We propose that the promotion of persistence is based on the BT mechanism that operates when the mnemonic trace is retrieved. The results suggest that the retraining effect requires the mechanisms of memory expression but not the mechanisms of memory reinforcement or reconsolidation. The promoting effect of retraining involves ERKs1/2 activity to set the learning tag and the availability of GluA2-containing AMPA receptors in the dorsal hippocampus as a plasticity protein. We postulate that retraining will mainly retag the sites initially activated by the original learning, where the PRPs needed for memory expression and/or induced by retrieval would be used to maintain a persistent mnemonic trace. Both the synthesis of plasticity-related proteins and the establishment of learning tags are key processes triggered by retraining that allow the persistence of SOR memory. Next, we aimed to extend this model to the study of memory in humans and wondered if a phenomenon similar to that observed in rodents manifests in an educational setting, particularly, if the use of a retraining session can enhance the retention of information learned in the classroom. The objective was to investigate the effects of spaced learning on memory persistence in elementary-school students (aged 8 to 11 years). We designed a task involving one or two learning sessions separated by different inter-session intervals to evaluate graphic memory based on Rey Osterrieth’s figure. During the training session, students were asked to copy a figure, and during the evaluation session, they were asked to draw it from memory in the absence of the model. The control group participated in a single copying session, the retraining group had two identical copying sessions, and a re-test group performed a copying session and a test session as the second session. LTM in the control group decreased significantly over the weeks. Memory persistence was evaluated 7 days after the second session. We found better LTM persistence compared to the control group, in the group of students that received a second session (test or relearning) 2 days, 1, or 2 weeks after the first one. However, when the interval between sessions was longer (3 or 6 weeks), retraining was the only effective way to promote memory persistence. These benefits of retraining persisted for at least 8 weeks, indicating sustained memory improvement over time. Furthermore, the results suggest that the effectiveness of a second session depends on the memory remaining after the first session. Lastly, to extend the study of this effect in humans, a visuospatial learning task (VLST) was used in an adult population over 18 years old. This spatial task, conducted through a virtual platform, involves locating symbols within a grid. Protocols of two sessions were carried out, where the second session could be either training or testing, experienced at different intervals, and MLT was recorded a week later. The results suggest that a testing session was effective in promoting memory persistence when the expression of the original trace was high. In contrast, a retraining session ensures more robust retention of learning, even with an interval of up to 14 days, at which point the original memory had significantly decayed. Our findings provide new insights into the impact of spaced learning on LTM persistence, in both rodents and humans, supporting the Behavioral Tagging hypothesis as the underlying mechanism for the formation and persistence of these memories. Learning and memory are fundamental cognitive capacities for school education. The results obtained in students could provide valuable information to educators about a simple yet effective tool for improving classroom performance.
Citación:
---------- APA ----------
Correa, Julieta Andrea. (2024). El aprendizaje espaciado y los mecanismos que optimizan la persistencia de memorias. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7626_Correa
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Correa, Julieta Andrea. "El aprendizaje espaciado y los mecanismos que optimizan la persistencia de memorias". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2024.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7626_Correa
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