¿En qué consiste el “GPS cerebral” merecedor del Nobel 2014?
Los próximos días escucharemos el atractivo término de “GPS cerebral” en diversos medios de comunicación. El descubrimiento de cómo el cerebro representa el espacio será tema en muchos foros, noticieros y mesas de debate. Pero, ¿en qué consiste realmente este descubrimiento?, ¿Es válido el mote de “GPS cerebral” o sólo un escandaloso título para representar lo que de otra forma sería imposible de explicar?
Un poco de historia…
Matrimonio Moser, Premio Nobel de Medicina 2014
Los neurocientíficos May-Britt Moser y Edvard Moser son más que un matrimonio imposible de apasionados del cerebro humano. Son los ganadores del Premio Nobel de Medicina de este año por haber resuelto uno de los grandes dilemas del estudio de la mente. ¿Cómo representa el cerebro el espacio? O lo qué es lo mismo, ¿cómo sabemos dónde estamos en relación a nuestro entorno?
La interrogante no la resolvieron con uno o dos sencillos experimentos, sino con una dedicada y ardua misión investigativa que nació en 1983 cuando los dos científicos entraron a colaborar en el laboratorio del ya consagrado Per Andersen quien estudiaba la electrofisiología del hipocampo. Su primer desafío fue el que les dio la pista. El profesor Andersen les planteó un problema clásico: ¿qué tanto del hipocampo de una rata podemos eliminar hasta que sea incapaz de recordar nuevos ambientes?
En la búsqueda de la respuesta a esta simple interrogante, el matrimonio Moser saltó al salón de la fama de las neurociencias con el descubrimiento de las células malla o “grid cels” localizadas en la corteza entorrinal en las ratas en el año 2005.
El descubrimiento, ¿qué son las células malla?
Las grid cells son un tipo particular de neuronas que en el diseño experimental de los Moser, se disparaban cada vez que una rata pasaba por un lugar determinado. El disparo unicelular se midió con electrodos colocados en la corteza entorrinal de las ratas y luego se hacía que éstas pasearan por todo un espacio en una caja. Para asegurarse que las ratas recorrieran toda el área se le ponía un camino de trozos pequeños de chocolate (caja 1):
Derechos de la imagen: Nature
Al analizar los disparos de las neuronas, los investigadores miraron asombrados que la distancia espacial entre un punto y otro donde se daban los disparos neuronales tenían un patrón geométrico euclidiano, y después de repetidos experimentos llegaron a la conclusión que estas neuronas “mapeaban” el entorno de la rata en patrones hexagonales (caja 3).
¿Estamos ante un GPS cerebral?
Si bien la referencia de GPS es útil para explicar con un símil la función principal de las células malla, sería reduccionista considerar que este descubrimiento explica cómo se auto-referencian espacialmente los animales:
La relevancia del descubrimiento de las células malla radica en la relación directa entre la actividad neuronal y la geometría espacial euclidiana. Por primera vez encontramos una actividad neuronal que coincide con un patrón geométrico.
Finalmente, nos llena de temor que esto se lleve rápidamente a malentendidos como decir que “seguramente las mujeres tienen menos células malla que los hombres y por esos son más desubicadas espacialmente”. Una aseveración de este tipo, si bien la vemos venir, sería errónea, ya que al igual que como pasa con las neuronas espejo, las células malla han sido investigadas en roedores.
El estudio de este tipo de neuronas, y la experimentación a nivel intracelular en seres humanos aún no se ha iniciado. La región entorrinal es especialmente difícil de investigar ya que está muy cerca del sistema de irrigación sanguínea del cerebro por lo que la colocación de electrodos intracraneales sería impensable. El máximo valor de este descubrimiento está todavía algunos años lejos del alcance práctico.
Finalmente les dejamos el vídeo con el descubrimiento de la mano de los mismísimos Moser:
Referencias:
Fuente de la ilustración en Nature:
http://www.nature.com/news/neuroscience-brains-of-norway-1.16079
Hafting, T.; Fyhn, M.; Molden, S.; Moser, M. -B.; Moser, E. I. (2005). Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex. Nature 436 (7052): 801–806.
Fyhn, M.; Hafting, T.; Witter, M. P.; Moser, E. I.; Moser, M. B. (2008). Grid cells in mice. Hippocampus 18 (12): 1230–1238
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