Premio Nobel 2014 en Medicina y Fisiología

Claves del mapa cerebral

actualidad — por el 12/10/2014 a las 13:34

Los laureados son el John O’Keefe (Reino Unido) y Edvard y May-Britt Moser (Noruega), por el descubrimiento de neuronas específicas vinculadas con la orientación y el desplazamiento en el espacio.

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May-Britt Moser, John O´Keefe y Edvard Moser.

May-Britt Moser                                        John O´Keefe                                          Edvard Moser

¿Cómo nos orientamos en el espacio? ¿Cómo llegamos adonde nos proponemos? Estas son preguntas que los científicos intentaron responder durante mucho tiempo. Los ganadores del Nobel de Medicina y Fisiología 2014 encontraron algunas respuestas. En efecto, identificaron células involucradas en el sistema de posicionamiento del cerebro, el “GPS interno”, como lo calificó la Academia Sueca.

Por un lado, John O’Keefe, nacido en Estados Unidos y actualmente profesor en el University College de Londres, fue premiado por el hallazgo de un tipo de neuronas del hipocampo que se activan cuando un individuo se encuentra en ciertas ubicaciones. Por el otro, los noruegos Edvard y May-Britt Moser, de la Universidad de Trondheim (Noruega), por haber encontrado otro tipo de neuronas de un área vecina al hipocampo, que también participan en la conformación de un mapa cognitivo.

Es la solución de “un problema que ha ocupado a filósofos y científicos durante siglos: cómo hace el cerebro para crear un mapa del espacio que nos rodea y cómo podemos navegar a través de ese complejo entorno”, consigna el comunicado de prensa de la Fundación Nobel.

“Esos trabajos fueron centrales para entender cómo funcionan los circuitos complejos de la orientación espacial”, afirma el doctor Arturo Romano, profesor en el Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular de Exactas-UBA, e investigador del IFIBYNE (UBA-CONICET).

Mapas cognitivos

A mediados del siglo XX, el psicólogo estadounidense Edward Tolman, a partir de estudios con ratones dentro de un laberinto, propuso la hipótesis de un “mapa cognitivo” en el cerebro, que permitía a los animales orientarse y encontrar la salida.

A comienzos de la década de 1970, O’Keefe realizó pruebas con ratones en el interior de un recinto cerrado que le permitieron encontrar el tan buscado GPS cerebral. Los animales tenían electrodos insertados en el hipocampo, área del cerebro que tiene un papel importante en algunos tipos de memoria y en la orientación espacial.

Cada electrodo registraba la actividad eléctrica de una neurona a medida que el ratón se desplazaba por el recinto. Cada una de esas neuronas, que fueron denominadas “células de lugar” (place cells), se activaba cuando el animal pasaba por un punto en particular.

Si se trabaja con varios electrodos, se puede analizar la actividad de diversas neuronas y, conociendo los puntos donde cada una se activa, se puede reconstruir el recorrido del animal. La combinación de la actividad de cada una de las neuronas permite representar el entorno, y otras combinaciones representan otros entornos: diferentes mapas surgen de las distintas combinaciones de actividad de las células de lugar.

“Se tenía la idea de que los humanos y otros animales somos capaces de formar mapas en el cerebro, que representan los lugares que uno conoce o exploró, pero el hallazgo de O’Keefe fue la primera evidencia”, destaca Romano. También se sabía que el hipocampo cumple un rol central en ciertos tipos de memoria y en la orientación espacial. Las personas que sufren lesiones en esa zona presentan problemas de memoria y de orientación.

Por su parte, el matrimonio Moser, mediante experimentos similares con ratones y electrodos individuales, encontró otro grupo de neuronas vinculadas con la orientación espacial, ubicadas en la corteza entorrinal, área conectada con el hipocampo. Cuando el animal pasaba por ciertos puntos, no sólo se activaban las neuronas de lugar sino también estas neuronas, que fueron denominadas grid (grilla). Estas células se activaban en diversos lugares del recinto por donde circulaba el ratón, y esos puntos formaban los nodos de una grilla o retículo hexagonal, similar a un panal de abejas.

De este modo, los investigadores demostraron que las células de lugar junto con las células grid conforman un sistema de posicionamiento espacial. Si bien se trata de ciencia básica, estos hallazgos podrían tener aplicaciones prácticas. “Se podría aprovechar en la robótica. A medida que se conoce cómo funcionan estos circuitos en el cerebro, sería posible imitarlos en circuitos electrónicos que permitan que un sistema se ubique en el espacio”, comenta Romano.

¿Células del tiempo?

El hipocampo participa en la memoria declarativa, que se refiere a los recuerdos que pueden ser evocados de forma consciente, como hechos o eventos específicos, y dentro de ella se encuentra la memoria episódica, que almacena recuerdos de la vida personal. Esos episodios ocurrieron en el espacio y en el tiempo. Cuando uno recuerda, hace una representación del espacio y el tiempo. “Algunos investigadores se preguntaron si en el hipocampo no habría también representación del tiempo, y hay experimentos interesantes, realizados en los últimos años, en la búsqueda de células de tiempo”, relata Romano. Y prosigue: “Se está encontrando que hay neuronas que se activan en un momento particular, por ejemplo, la primera parte, o la última, de una secuencia temporal”.

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