Introducción La memoria de trabajo constituye uno de los pilares fundamentales de la cognición humana, al permitir el mantenimiento y la manipulación temporal de la información necesaria para la toma de decisiones, la planificación y el control ejecutivo. Su correcto funcionamiento resulta esencial para múltiples procesos clínicamente relevantes, c...
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La memoria de trabajo constituye uno de los pilares fundamentales de la cognición humana, al permitir el mantenimiento y la manipulación temporal de la información necesaria para la toma de decisiones, la planificación y el control ejecutivo. Su correcto funcionamiento resulta esencial para múltiples procesos clínicamente relevantes, como el razonamiento, el aprendizaje y la regulación conductual.
Desde una perspectiva neurocientífica, la memoria de trabajo depende de la interacción dinámica entre redes distribuidas que incluyen, principalmente, la corteza prefrontal y el hipocampo. Sin embargo, durante décadas, la investigación se ha centrado en estas estructuras corticales, prestando menor atención a los mecanismos subcorticales que facilitan su coordinación funcional. En los últimos años, ha emergido un creciente interés por el papel del núcleo septal medial como nodo regulador en los circuitos de memoria de trabajo.
Este artículo revisa un modelo integrador reciente que propone un circuito de tres nodos —corteza prefrontal, hipocampo y núcleo septal medial— basado en la sincronización theta-gamma como mecanismo central de integración neural. Bases neurobiológicas de la memoria de trabajo
El papel de la corteza prefrontal y el hipocampo
La corteza prefrontal desempeña un papel clave en el control ejecutivo, la planificación y la toma de decisiones, funciones estrechamente ligadas a la memoria de trabajo. Por su parte, el hipocampo participa en la codificación contextual, la memoria espacial y la integración de información ambiental. La cooperación funcional entre ambas estructuras permite integrar información interna y externa, facilitando la adaptación flexible a las demandas del entorno. Esta interacción se sustenta en conexiones anatómicas directas e indirectas, así como en patrones específicos de sincronización oscilatoria.
Limitaciones del modelo clásico bidireccional
Aunque el modelo prefrontal-hipocampal ha sido ampliamente validado, presenta limitaciones para explicar cómo se coordina temporalmente la información entre regiones distantes. La simple transmisión sincrónica no resulta suficiente para explicar la complejidad observada en tareas de memoria de trabajo. Estas limitaciones han impulsado la búsqueda de estructuras moduladoras intermedias que actúen como reguladores dinámicos del flujo informativo. El núcleo septal medial como nodo regulador
Arquitectura anatómica y conectividad
El núcleo septal medial presenta conexiones sinápticas directas tanto con la corteza prefrontal como con el hipocampo. Esta posición anatómica privilegiada le permite actuar como un intermediario funcional entre ambos sistemas. Desde el punto de vista estructural, el núcleo septal medial integra proyecciones gabaérgicas, colinérgicas y glutamatérgicas, lo que le confiere una elevada capacidad moduladora sobre la actividad neuronal regional. Función reguladora en redes cognitivas Lejos de actuar como un simple relevo de información, el núcleo septal medial funciona como un centro regulador activo. Su actividad influye en la sincronización de redes corticales y subcorticales, facilitando la coordinación temporal necesaria para los procesos cognitivos complejos. Esta función reguladora resulta especialmente relevante en tareas que requieren integración multimodal y mantenimiento prolongado de la información.
Oscilaciones theta y gamma en la integración neural Ritmos theta como referencia temporal global
Las oscilaciones theta proporcionan un marco temporal común para la transmisión de información entre regiones cerebrales distantes. En el hipocampo, este ritmo se asocia a la exploración espacial, la memoria episódica y la codificación contextual. El núcleo septal medial actúa como principal generador del ritmo theta hipocampal, regulando su frecuencia y estabilidad mediante neuronas gabaérgicas especializadas.
Oscilaciones gamma como unidades locales de información
Las oscilaciones gamma reflejan procesos locales de procesamiento neuronal y representación de información. Estas oscilaciones suelen aparecer anidadas dentro de fases específicas del ritmo theta, lo que permite una organización jerárquica del procesamiento cognitivo. Este anidamiento facilita la segmentación temporal de la información y optimiza la comunicación interregional. Acoplamiento fase-amplitud theta-gamma
Mecanismo central de integración
El acoplamiento fase-amplitud entre theta y gamma constituye el principal mecanismo electrofisiológico propuesto para la integración interregional. Mediante este sistema, la fase del ritmo theta modula la amplitud de las oscilaciones gamma, coordinando la actividad neuronal distribuida. Este fenómeno permite sincronizar múltiples redes sin necesidad de conexiones estructurales directas densas, optimizando la eficiencia comunicativa.
Dinámica bidireccional prefrontal-hipocampal
Durante la fase de codificación, el hipocampo transmite información ambiental a la corteza prefrontal mediante patrones específicos de acoplamiento theta-gamma. En la fase de toma de decisiones, la corteza prefrontal ejerce un control descendente sobre el hipocampo, modulando su actividad. Ambos procesos dependen críticamente del equilibrio dinámico del acoplamiento oscilatorio, regulado en gran medida por el núcleo septal medial. Evidencia experimental y causal
Estudios optogenéticos y neurofisiológicos
Investigaciones recientes han demostrado que la estimulación optogenética del núcleo septal medial potencia las oscilaciones theta hipocampales y mejora el rendimiento en tareas de memoria espacial. Estos hallazgos aportan evidencia causal directa sobre el papel del núcleo septal medial en la regulación de la memoria de trabajo, más allá de correlaciones observacionales.
Regulación inhibitoria y estabilidad de red
Los interneuronas positivas para somatostatina en el hipocampo desempeñan un papel clave en la regulación fina de la sincronización, evitando la hipercoherencia patológica. Este sistema de retroalimentación garantiza la flexibilidad funcional de la red. La interacción entre estos mecanismos refuerza la estabilidad del circuito de tres nodos. Implicaciones para los trastornos neuropsiquiátricos Las alteraciones en el acoplamiento theta-gamma han sido asociadas con déficits cognitivos en trastornos como la esquizofrenia, la depresión, el trastorno bipolar y las demencias. La disfunción del núcleo septal medial podría contribuir a estos déficits mediante una regulación inadecuada de los ritmos neuronales. Desde una perspectiva clínica, estos hallazgos sugieren que las oscilaciones neuronales constituyen posibles biomarcadores y dianas terapéuticas en trastornos cognitivos.
Modelo de coordinación de tres nodos Integración conceptual
El modelo propuesto integra por primera vez de forma sistemática al núcleo septal medial en el marco teórico de la memoria de trabajo. Este enfoque redefine el circuito clásico como un sistema tripartito altamente coordinado. El núcleo septal medial actúa como modulador central, garantizando la sincronización eficiente entre procesamiento ejecutivo y contextual.
Ventajas del modelo
Este modelo permite explicar fenómenos previamente difíciles de interpretar, como la variabilidad interindividual en el rendimiento cognitivo y la sensibilidad a modulaciones farmacológicas o neuromoduladoras. Además, ofrece un marco conceptual sólido para el desarrollo de nuevas estrategias de intervención. Perspectivas futuras de investigación Las investigaciones futuras deberán integrar técnicas de neuroimagen multimodal, manipulación celular específica y modelos computacionales avanzados. Estas aproximaciones permitirán caracterizar con mayor precisión la conectividad funcional y la dinámica temporal del circuito. Asimismo, será fundamental trasladar estos hallazgos al ámbito clínico mediante estudios translacionales centrados en poblaciones con deterioro cognitivo. Conclusiones prácticas El núcleo septal medial desempeña un papel central en la memoria de trabajo al regular la sincronización theta-gamma entre la corteza prefrontal y el hipocampo. Su función como nodo modulador resulta esencial para la integración eficiente de la información. La incorporación del modelo de tres nodos amplía la comprensión neurobiológica de la memoria de trabajo y abre nuevas vías para el desarrollo de intervenciones basadas en la modulación de ritmos neuronales en trastornos cognitivos.
Resumen y adaptación editorial: Virginia Candelas García (Cibermedicina / Psiquiatria.com)
Fuente original: https://journal.psych.ac.cn/xlkxjz/EN/10.3724/SP.J.1042.2026.0499
Texto completo disponible en: Theta-gamma phase-amplitude coupling in the prefrontal-hippocampal- medial septal circuit: Mechanisms of cross-regional coordination and working memory regulation - Avances en la ciencia psicológica ›› 2026 , vol. 34 ›› Número (3) : 499-514.
Este contenido es un resumen adaptado.
La autoría científica corresponde a los autores originales. Artículo distribuido bajo licencia Creative Commons según la fuente original.
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