Curiosidades del Profesor Francho de Fortanete

Profesor Francho de Fortanete

Un GPS en el cerebro


Durante siglos, los filósofos han estado preocupados por el problema de cómo nuestra mente puede crear un mapa del espacio complejo que nos rodea y cómo nos permite desenvolvernos en ese espacio. Immanuel Kant llegó a la conclusión, contra los empiristas, de que teníamos un conocimiento a priori, previo a la experiencia, del espacio y del tiempo. Parece que los científicos, desde los años treinta y cuarenta del siglo pasado, van dándole la razón. Por esos años, Edward Toldman, trabajando con ratas en laberintos, probó que esos animales eran capaces de trazar mapas mentales que les permitían moverse en ellos con seguridad.

John O’Keefe, en los años sesenta y setenta, experimentó utilizando para un fin diferente los microelectrodos que se introducían en los cerebros de los roedores para registrar la actividad de determinadas neuronas cuando el animal realizaba determinadas tareas. O’Keefe, en vez de ello, registraba la actividad neuronal en cualquier momento, independientemente de que la rata estuviese realizando o no una tarea concreta. Y observó, en 1971, que había neuronas que se disparaban cuando el animal estaba en determinado lugar y otras que lo hacían cuando estaba en otros lugares. Al decir que las neuronas se disparaban, me refiero a que iniciaban trenes de impulsos a una determinada frecuencia. Todo ocurría como si las ratas identificasen así dónde estaban. Llamó a estas neuronas, que se hallaban en una estructura cortical denominada hipocampo que interviene en la memoria y en las emociones, células de lugar.

En 2005, May-Britt Moser y Evard I. Moser, aplicando el mismo procedimiento de los microelectrodos en ratas a la corteza entorrinal, una región cortical próxima al hipocampo y conectada con él mediante vías aferentes y eferentes, así como con otras zonas del cerebro, descubrieron otras neuronas que también se disparaban en conexión con el trazado de mapas. Se trata de las células rejilla o células grid, que forman una especie de sistema de coordenadas a base de una red triangular o hexagonal y que responden a las distancias y a las posiciones relativas.

Los Moser y O’Keefe vieron reconocida su labor con el Nobel de Medicina y Fisiología de 2014. Pero ha trabajado mucha gente en este campo, de manera que hoy tenemos una idea mucho más clara de cómo traza y utiliza esos mapas el cerebro, no sólo el cerebro de los roedores, sino también el de muchos otros mamíferos. Así, se han descubierto neuronas que se disparan en función de la dirección de la cabeza, integrando esa información con la visual, las células de dirección de la cabeza; neuronas que se disparan dependiendo de la velocidad de desplazamiento, las células speed; otras que lo hacen en la cercanía de bordes o “fronteras”, las células de frontera. Recientemente se han descubierto neuronas que responden a la cercanía de barreras, las células de barrera. Hasta ahora, todas se han hallado en la cercanía del hipocampo.

Se supone, con mucho fundamento, que todas estas neuronas basan, integrando sus respectivos funcionamientos, un sistema de navegación análogo al GPS que poseen todos los mamíferos, incluidos nosotros, aunque en los humanos no se ha encontrado el sistema mediante la implantación de microelectrodos, naturalmente, sino a través de sistemas de formación de imágenes del cerebro.

No se ha descubierto todavía si esos diversos mapas cerebrales se basan en circuitos neuronales o bien en las pautas de acción y de recepción de señales de neuronas concretas.

Se sospecha que los primeros pasos del Alzheimer, con su pérdida de capacidad de orientación, se deben al deterioro del hipocampo y de las zonas aledañas, donde se sitúan estos sistemas de navegación. El deterioro del hipocampo está también en la base de la pérdida de memoria y tal vez ésta esté relacionada con el GPS cerebral.