¿Alguna vez se preguntaron cómo almacena nuestro cerebro la información que utilizamos para llegar desde el trabajo o la escuela a nuestra casa? ¿O para encontrar el auto en el gigantesco estacionamiento del supermercado? Desde hace varias décadas, investigadores e investigadoras de todo el mundo vienen estudiando este fenómeno, lo que ha permitido describir a las numerosas piezas que componen nuestro “GPS cerebral”.
Existen principalmente dos regiones del cerebro que nos permiten saber dónde estamos, hacia dónde nos dirigimos, e incluso a qué velocidad lo hacemos. La primera de ellas es el hipocampo, que recibe ese nombre porque su forma se asemeja mucho a los famosos caballitos de mar. Esta región no solo está encargada de la memoria y el aprendizaje, sino que también es hogar de las neuronas de posición. Cuando nos situamos en un lugar en particular, solo un grupo de estas células muestra actividad, mientras que otras neuronas cercanas solo se van a activar cuando nos ubiquemos en un lugar diferente que esté asociado a ellas.
La otra región del GPS cerebral es la corteza entorrinal, que está interconectada con el hipocampo. En ella podemos encontrar al menos cuatro tipos neuronales involucrados en el armado de nuestros mapas cerebrales. En primer lugar, allí encontramos a las neuronas de velocidad, que se muestran cada vez más activas a medida que nos movemos más rápido, por lo que gracias a ellas -y en combinación con las células que vamos a mencionar más adelante- podemos saber aproximadamente cuánto vamos a tardar en llegar a un determinado lugar.
También en la corteza entorrinal se encuentran las neuronas de dirección de la cabeza, que le permiten saber a nuestro cerebro hacia dónde apunta nuestra cabeza, algo así como una brújula interna. Si conocemos nuestra localización inicial a partir de una neurona de posición, y sabemos tanto el tiempo que tardamos en llegar a otro lugar (que activaría a una neurona de posición diferente de la anterior) como la velocidad a la que nos trasladamos (neuronas de velocidad), sabremos cuál fue la distancia que recorrimos entre ambos puntos. Para conocer exactamente dónde está nuestro destino, solo queda saber la orientación en que nos movimos, trabajo que asumen las neuronas de dirección de la cabeza.
¿Y si hay alguna barrera interponiéndose, como un precipicio o un muro? De eso se encargan las neuronas de borde, que presentan mayor actividad cuando se encuentran con alguno de estos obstáculos.
Sencillo, ¿no? Parecería que sí, pero el cerebro tiene otro grupo aún más complejo de células que también se localizan en la corteza entorrinal, las neuronas de retícula. A diferencia de las neuronas de posición del hipocampo -que se activan cuando estamos en un determinado lugar- estas neuronas muestran actividad cuando pasamos por varios puntos de un mismo espacio. Lo que más llamó la atención de esto, es que si uno observa la actividad de estas neuronas cuando se pasa por esos puntos, se forma un patrón perfectamente hexagonal, que se repite en las neuronas contiguas, formando lo que les da nombre a estas células, una gran retícula formada por hexágonos contiguos.
Este sistema -que de alguna manera recuerda a latitudes y longitudes, y a la necesidad de tres o más satélites para determinar la posición en un GPS- no es suficiente para saber dónde estamos localizados con exactitud. Es por ello por lo que estas retículas aparecen en varios “pisos” de la corteza entorrinal, una encima de la otra, pero con leves desplazamientos. Esto permite que, tomando la información de varias de estas retículas solapadas, se pueda conocer la posición exacta en la que nos encontramos, creando una especie de “mapa” que nos ayuda a navegar.
Todas estas neuronas (retícula, posición, velocidad, borde y dirección de la cabeza) actúan en colaboración unas con otras, asociándose a su vez con los sentidos para generar, por ejemplo, mapas más exactos gracias a referencias visuales. Pero no siempre es así, ya que las neuronas de retícula ¡también pueden funcionar en la oscuridad!
Ahora bien, está claro que en este “GPS” participan muchos tipos de redes neuronales con funciones bien específicas, que necesitan conectarse entre sí -y con el resto del cerebro- para decirnos dónde estamos, hacia dónde vamos y de dónde venimos. Muchos de los experimentos que permitieron identificar a estos tipos celulares se realizaron en base al estudio de la actividad de neuronas individuales o de pequeños grupos de ellas. Entonces ¿cómo se hace para analizar cómo se conectan estas complejas redes neuronales entre sí? Para ello es necesario recurrir al modelado computacional, como el que utilizan en el laboratorio del Dr. Emilio Kropff, de la Fundación Instituto Leloir. Gracias a este tipo de metodología, el grupo de Kropff logró desterrar un concepto muy arraigado en la comunidad neurocientífica. Desde hace muchos años se viene sugiriendo que las neuronas de retícula deberían formar una arquitectura de conexiones que se asemeje a la geometría bidimensional del espacio que representan (como, por ejemplo, una habitación o una plaza). Por el contrario, en el último congreso de la Sociedad Argentina de Neurociencias, Kropff mostró que las neuronas de retícula pueden ordenarse en arquitecturas mucho más sencillas y aun así formar sistemas de coordenadas coherentes para representar espacios, lo que simplificaría las diferentes hipótesis que se barajan sobre la formación de este tipo de redes tan complejas durante el desarrollo.
Cabe aclarar que todos estos experimentos han sido realizados en animales de laboratorio, pero tanto el hipocampo como la corteza entorrinal también existen en nuestro cerebro. Justamente, estas son dos de las regiones más afectadas en algunas enfermedades degenerativas, como el Alzheimer. ¿Y cuál es una de las habilidades que se pierden con esta enfermedad, aparte de la memoria? La capacidad de saber dónde estamos y cómo llegar de un lugar a otro. Si bien se ha encontrado cierta evidencia de la presencia de neuronas de posición y de retícula en nuestro cerebro, todavía no han podido identificarse neuronas de velocidad, dirección o borde. Es por ello por lo que -y al no poder hacerse este tipo de estudios en humanos- se asume que todas estas complejas redes neuronales también existirían en las mencionadas regiones del cerebro humano.
Estos descubrimientos han sido tan trascendentales, que en el año 2014 el Premio Nobel en Fisiología o Medicina fue otorgado a John O’Keefe (EE. UU.), May-Britt Moser y Edvard Moser (Noruega), por sus descubrimientos de las células que constituyen el sistema de posicionamiento en el cerebro. Sin dudas, estos investigadores sabían muy bien a dónde se dirigían.
Autor: Alberto Diaz Añel