Hallan una neurona cerebral desconocida hasta ahora que nos ayuda a orientarnos

Filósofos y científicos llevan siglos preguntándose cómo sabemos dónde estamos y de qué forma nos orienta el cerebro. Hace unos años, tres investigadores descubrieron que diferentes tipos de neuronas ‘mapeaban’ el espacio y nos permitían navegar en él, lo que les valió el Nobel de Medicina. Ahora, neurocientíficos de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia, en Estados Unidos, han descubierto un tipo de célula cerebral humana hasta ahora desconocida relacionada con este particular GPS del cerebrol.

Este hallazgo arroja luz sobre los mecanismos celulares que subyacen a la navegación de la memoria en los seres humanos, así como sobre las partes del cerebro que podrían verse alteradas durante los tipos de deterioro de la memoria comunes en enfermedades como el Alzheimer.

Los científicos descubrieron por primera vez en 1971 células cerebrales relacionadas con los marcos de referencia alocéntricos en ratas: "células de lugar" que pueden, por ejemplo, indicar que uno se encuentra en la esquina noreste de una zona. Otros tipos de células espaciales alocéntricas son las células de dirección de la cabeza, que pueden activarse cuando uno se desplaza hacia el sur, o las células de frontera, que pueden responder cuando un límite está situado al oeste.

La ciencia establece que hay dos estrategias con las que los humanos y los animales navegan y se orientan. Una de ellas consiste en localizar lugares, distancias y direcciones en marcos de referencia ''alocéntricos'' o centrados en los demás, basados en el mundo exterior. La otra estrategia consiste en marcos de referencia “egocéntricos”, centrados en el yo.

En la última década, los investigadores empezaron a estudiar cómo los cerebros de las ratas mapeaban los marcos de referencia egocéntricos. Hace dos años, científicos del Dartmouth College de Hanover, en Estados Unidos, identificaron una región del cerebro de las ratas denominada corteza postrinal en la que abundan las células sintonizadas egocéntricamente. Sin embargo, aún no se sabía qué células cerebrales formaban la base de los mapas espaciales egocéntricos en los humanos

Nuevo estudio

En el estudio publicado en la revista ‘Neuron’, neurocientíficos de Estados Unidos y Alemania investigaron a 15 pacientes con epilepsia en el Centro Médico de la Universidad de Friburgo, en Alemania. A estos voluntarios se les implantaron electrodos para ayudar a los médicos a controlar su trastorno.

Los investigadores pidieron a los voluntarios que realizaran tareas informáticas que exploraban su capacidad para navegar en entornos virtuales y para recordar dónde se encontraban distintos objetos. Al mismo tiempo, los científicos registraron la actividad de más de 1.400 neuronas individuales en múltiples regiones del cerebro de ellos.

Los científicos identificaron más de 160 neuronas que se comportaban como tipos de células espaciales egocéntricas, activándose cuando partes específicas del entorno virtual se encontraban delante, detrás, a la izquierda, o a la derecha de los pacientes.

''Somos los primeros en informar sobre tipos de células espaciales egocéntricas en humanos'', explica Lukas Kunz, investigador postdoctoral del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Columbia y primer autor del nuevo estudio.

Estas ''células portadoras egocéntricas'' probablemente codifican la información espacial en un mapa mental centrado en cada persona. ''Esto es presumiblemente importante para la vida cotidiana, cuando los seres humanos tratan de orientarse en sus entornos'', señala Joshua Jacobs, profesor asociado de ingeniería biomédica en Columbia Engineering y autor principal del estudio.

Además, eran especialmente abundantes en la corteza parahipocampal, una región situada en la profundidad del cerebro que, según trabajos anteriores, es equivalente a la corteza postrinal de los roedores, primer animal en el que se detectaron este tipo de células.

También se descubrió que estas células de orientación egocéntrica mostraban un aumento de la actividad cuando los pacientes utilizaban su memoria para recordar con éxito las ubicaciones de los objetos que habían encontrado en los entornos virtuales. ''Esto sugiere que estas células no sólo son relevantes para la navegación, sino que también desempeñan un papel en el recuerdo correcto de experiencias pasadas'', apunta.

Estos hallazgos podrían aclarar lo que puede fallar en personas con déficits de memoria, incluidos los pacientes con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. ''Es posible que sus células portadoras egocéntricas no funcionen correctamente o que hayan sido destruidas por algún motivo'', ahonda Jacobs.

"Los recuerdos constan de múltiples elementos diferentes, como un acontecimiento específico, el lugar en el que ocurrió y el momento en el que se produjo, continúa. ''Creemos que existen diferentes sistemas neuronales para los distintos componentes de estos recuerdos. Es de suponer que las células portadoras egocéntricas están especialmente implicadas en el procesamiento de la información espacial de los recuerdos".

Estos nuevos descubrimientos no responden a cómo se pueden tratar estos problemas de memoria. En el futuro, los investigadores quieren ver por qué exactamente una determinada célula de rodamiento egocéntrico se sintoniza con el punto del espacio en el que está enfocada.