¿Cómo
sabemos dónde estamos? ¿Cómo somos capaces de encontrar un camino de un lugar a
otro? ¿Y cómo podemos almacenar dicha información de tal manera que podemos
encontrar de inmediato la forma para que la próxima vez sepamos cuál es el
camino correcto? Los galardonados esta año con el Premio Nobel de Medicina,
John O'Keefe, May Britt Moser y Edvar I. Moser, han descubierto un sistema de
posicionamiento, un «GPS interno» en el cerebro, que hace que sea posible
orientarnos espacialmente.
En
1971, John O'Keefe, Director del Sainsbury Wellcome Centre in Neural Circuits
and Behaviour del University College London (Gran Bretaña) descubrió el primer
compuesto de este sistema de posicionamiento. Encontró un tipo de células
nerviosas en un área del cerebro llamada hipocampo, que siempre se activaban
cuando una rata se encontraba en un lugar determinado en una habitación. Y
cuando la rata cambiaba de espacio, se activaban otras células nerviosas
diferentes. O'Keefe concluyó que estas «células de posicionamiento» formaron el
mapa de la habitación en el cerebro.
Más
de tres décadas después, en 2005, May-Britt, Directora del Centre for Neural
Computation de Trondheim, y Edvard Moser, Director del Kavli Institute for
Systems Neuroscience de Trondheim (Suecia) descubrieron otro componente clave
del sistema de posicionamiento del cerebro. Identificaron otro tipo de célula
nerviosa, que llamaron «células cuadrícula», que generan un sistema de
coordenadas y permite un posicionamiento preciso y la búsqueda de caminos. Su
investigación posterior mostró cómo las «células de posicionamiento» y las «células
cuadrícula» permiten determinar la posición y desplacerse sin error.
Problema
filosófico
Los
descubrimientos de O'Keefe, y la pareja Moser han resuelto un problema que ha
ocupado a los filósofos y los científicos durante siglos ¿cómo crea el cerebro
un mapa del espacio que nos rodea y cómo podemos navegar a través de un
complejo entorno?
El
sentido del espacio y la capacidad de navegar son fundamentales para nuestra
existencia. O'Keefe estaba fascinado por el problema de cómo el cerebro
controla el comportamiento y decidió, a finales de 1960, tratar de responder a
esta pregunta con métodos neurofisiológicos. Así registró las señales de las células
nerviosas en una parte del cerebro llamada hipocampo en ratas que se movían
libremente por una habitación y descubrió que ciertas células nerviosas se
activan cuando el animal se ubica en un lugar particular. Además, demostró que
estas «células de posicionamiento» no estaban simplemente registrando la
información visual, sino que también creaban mapa interno del entorno. O'Keefe
concluyó que el hipocampo genera numerosos mapas, representados por la actividad
colectiva de «células de posicionamiento» que se activan en diferentes
ambientes. Por lo tanto, la memoria de un entorno podía ser almacenada como una
combinación específica de las actividades celulares lugar en el hipocampo.
Por
su parte May-Britt y Edvard Moser fueron trazando las conexiones en el
hipocampo de ratas que se desplazaban en una habitación cuando descubrieron un
patrón sorprendente de la actividad en una parte cercana del cerebro llamada la
corteza entorrinal. Allí se activaban ciertas células cuando la rata pasaba por
varias ubicaciones dispuestas en una cuadrícula hexagonal. Y observaron que
cada una de estas células se activaba con un patrón espacial singular lo que
sugería que estas «células cuadrícula» constituían un sistema de coordenadas
que permite la navegación espacial. Junto con otras células de la corteza
entorrinal que reconocen la dirección de la cabeza y los límites de la habitación,
éstas forman circuitos con las «células de posicionamiento» en el hipocampo.
Este circuito constituye un sistema global de posicionamiento, un GPS interno,
en el cerebro, aseguran.
Alzhéimer
Gracias
a las investigaciones con técnicas de imagen cerebral, así como los estudios de
los pacientes sometidos a neurocirugía, se sabe que en los humanos existen
estas «células de posicionamiento» y «células cuadrícula». De hecho también se
ha visto que las personas con de Alzheimer tienen afectados el hipocampo y la
corteza entorrinal, lo que hace que no puedan reconocer el entorno. Los
investigadores creen que el conocimiento sobre este GPS cerebral ayudará a
comprender el mecanismo que sustenta la pérdida de la memoria espacial
devastadora que afecta a las personas con esta enfermedad. Pero, como dijeron
en la rueda de prensa de anuncio de los premios, «no se trata de un mecanismo
de la enfermedad, sino que servirá para avanzar en su conocimiento y en su
comprensión, pero no se puede hablar de aplicaciones clínicas a corto o medio plazo».
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