“GPS del cerebro”: Nobel de Medicina 2014 premia a la psicología y a la neurología
Fuente: felixjtapia.org
Este año la Academia Sueca ha otorgado el premio Nobel de Medicina 2014 al estadounidense-británico John O’Keefe y al matrimonio noruego formado por May Britt Moser y Edvard I. Moser “por sus descubrimientos de células que constituyen un sistema de posicionamiento en el cerebro”. Con este galardón se premia a la psicología y a la neurología.
Durante toda su carrera, John O’Keefe descubrió las células de lugar en el hipocampo y su papel en la memoria espacial y la orientación, cuya pérdida es significativa en trastornos como el Alzheimer. En 2005, más de tres décadas después del resultado de O’Keefe, May-Britt Moser y Edvard I. Moser descubrieron otro componente clave del sistema de posicionamiento del cerebro, al identificar otras neuronas –células de red y células de límite– que generaban un sistema coordinado y permitían de forma precisa situarse en el espacio.
A continuación un extracto, traducido por Félix J. Tapia, del artículo Moser E, Moser MB. Mapping your every move. Cerebrum 2014, Mar 1;2014:4. eCollection 2014.
El mapa y las células de lugar
Durante mucho tiempo, los psicólogos han estudiado cómo los animales se mueven y se relacionan con el espacio como una forma de entender las reglas más grandes que rigen cómo y por qué hacemos lo que hacemos. Inicialmente, la mayoría de los estudiosos pensaban que el comportamiento era simplemente una cuestión de estímulos que desencadenan respuestas. Pero en 1948, el fisiólogo cognitivo Edward C. Tolman sugiere una nueva forma de ver el comportamiento. Los cerebros de los seres humanos y otros animales, dijo Tolman, tienen una especie de mapa de su entorno espacial, los cuales codifican la experiencia por encima de esos mapas. Esta idea llevó a la introducción del mapa cognitivo.
La idea de Tolman se debatió, pero no fue totalmente aceptada hasta 1971, cuando John O’Keefe y John Dostrovsky descubrieron a células de lugar (Place cells), las cuales se disparan cuando un animal está en un lugar específico. Estas células se localizan en el hipocampo, una estructura bilobular en el interior del cerebro por debajo de la corteza cerebral. En los experimentos, estas células se disparaban cada vez que una rata se encontraba en un lugar determinado de su medioambiente local -una indicación de que había algo en el cerebro que en realidad parecía un mapa. Este resultado también ayudó a demostrar que los humanos y otros animales pueden hacer mapas mentales en lugar de simplemente confiar en puntos de referencia.
En 1978, John O’Keefe y Nadel Lynn dieron un paso más allá, proponiendo que las células de lugar proporcionaban a los animales con una representación dinámica y continuamente actualizada del espacio y de la posición del animal en este espacio. Estos resultados mostraron que Tolman, al parecer, tenía razón después de todo.
Las células de red
Los descubrimientos de la década de 1970 dieron a los científicos más pistas sobre qué buscar y dónde encontrarlo. Así que buscaron y encontraron. Un descubrimiento clave fue el de células de dirección de la cabeza, las cuales se disparan cuando los animales se enfrentan en una dirección determinada, independientemente de la posición del animal.
En 2005, Edvard Moser y May-Britt Moser descubrieron otro tipo de célula, llamada célula de red (Grid cell), la cual se encuentra en la corteza entorrinal, justo al lado del hipocampo. Como su nombre indica, las redes o cuadrículas triangulares crean una malla periódica generada por el disparo neuronal cuando los animales transitan por lugares igualmente espaciados. La malla se parece mucho a un tablero de damas chinas.
Tres años más tarde, Moser & Moser y otro laboratorio demostraron simultáneamente la existencia de otro tipo de célula, llamada célula limite, que se activa cuando un animal está cerca de la frontera de su entorno, como una pared o un borde. La importancia colectiva de estos resultados es que las reacciones de las neuronas pueden imitar a lo que se encuentra en el mundo exterior.
Recientes avances tecnológicos permitieron lograr resultados impensables hace pocos años. Una de ellos es la posibilidad de crear mapas funcionales detallados que muestran como las neuronas se comunican entre sí. A Moser & Moser les interesaba cómo las células de red se comunican con las células de lugar. La respuesta a esta pregunta permitiría entender cómo se conectan entre sí las partes más profundas del cerebro.
Cuando Moser & Moser juntaron toda la información, vieron toda una gama de células especializadas distintas que en conjunto proporcionaban información a las células de lugar. El GPS del cerebro -su sentido de lugar- es creado por señales de las células de lugar para dirigir las células de dirección de la cabeza, células de límite, células red y células con funciones desconocidas en la creación de puntos de localización. Las células de lugar no sólo reciben información sobre los alrededores y lugares de interés de una rata, sino que también actualizan continuamente su propio movimiento-una actividad que es en realidad independiente de la información sensorial.
Las células de red se comunican con otros tipos de neuronas para influir la percepción espacial, la memoria y la toma de decisiones. Debido a que la corteza entorrinal contiene el sistema de navegación de la célula de red, el cual se daña a menudo en las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer, la investigación futura para comprender mejor cómo la capacidad cognitiva y la memoria se pierden tendrá un importante potencial en el tratamiento de Alzheimer y otros trastornos neurológicos .
Pulsa aquí para leer artículo original “Mapping Your Every Move” de Edvard Moser y May-Britt Moser
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