MADRID, 26 Feb. (EUROPA PRESS) -
Una investigación liderada por el Centro de Neurociencias Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CNC-CSIC) ha descubierto que el cerebro crea mapas más sofisticados de lo que se creía para ayudar a la orientación espacial y facilitar la memorización.
A través de un estudio con ratones en laberintos, cuyos resultados se han publicado en 'Neuron', los investigadores han descubierto que dos subpoblaciones distintas de neuronas piramidales, denominadas superficiales o profundas según su localización en el hipocampo, responden a diferentes señales durante el proceso de desplazamiento, giro o cuando se producen cambios en el lugar.
En concreto, las profundas responden a cambios locales, como la posición de los muebles dentro de una habitación. Mientras, las superficiales mantienen una representación más estable del espacio, atendiendo a los aspectos globales, como la orientación de ventanas y puertas hacia un determinado punto cardinal, algo fundamental para mantener una referencia constante del entorno.
Ambos tipos de neuronas trabajan de manera independiente, lo que permite al cerebro generar representaciones geométricas complementarias a partir de su actividad para crear mapas del entorno más sofisticados y flexibles de lo que hasta ahora se suponía.
"Las neuronas del hipocampo crean representaciones espaciales abstractas que funcionan como un mapa. Esto nos permite orientarnos y recordar las experiencias vividas. Hasta ahora, se desconocía cómo ambos tipos de neuronas contribuyen a representar distintos aspectos de estos mapas, ya que estas representaciones surgen de la actividad colectiva. Es como intentar entender qué músicos de una orquesta son los responsables del ritmo y cuáles de la melodía: aunque todos contribuyen, algunos tienen papeles clave en el resultado final", ha explicado la investigadora líder del estudio, Liset M de la Prida.
Una técnica denominada imagen celular dual por microendoscopía ha permitido a los científicos visualizar de forma simultánea la actividad de cientos de neuronas piramidales. "Hemos usado dos sensores de diferente color, para poder seguir al mismo tiempo la actividad de las neuronas superficiales y profundas en tiempo real", ha precisado el investigador del CNC-CSIC responsable de estos experimentos, Juan Pablo Quintanilla.
Este trabajo profundiza y complementa los hallazgos de una línea de investigación que fue reconocida en 2014 con el Premio Nobel otorgado a May-Britt y Edvard Moser, junto con John O'Keefe, por sus descubrimientos sobre las células de lugar y en rejilla, que constituyen las bases del sistema de posicionamiento del cerebro.
MAPAS ACTUALIZADOS EN TIEMPO REAL
Otro aspecto innovador del trabajo ha sido el uso de métodos topológicos, que han permitido desentrañar la forma de estos mapas neuronales abstractos. Mientras los ratones exploran los pasillos de un lado a otro, los mapas del hipocampo creados por la actividad de cientos de neuronas adoptan la forma de anillos tridimensionales.
Cuando cambia el entorno, por ejemplo, al mover o girar los muebles en una habitación, las neuronas piramidales profundas y superficiales reaccionan de manera diferente. Y esto permite al cerebro actualizar su mapa espacial, manteniendo información coherente y flexible sobre la posición y la orientación a pesar de los cambios.
Las distintas representaciones espaciales creadas por estos dos tipos de neuronas coexisten en paralelo en el hipocampo. La capacidad del hipocampo para albergar simultáneamente múltiples marcos de referencia es una característica destacable de los mapas cognitivos.
Mediante el uso de técnicas quimiogenéticas, que permiten silenciar temporalmente tipos específicos de células, los investigadores pudieron manipular los mapas: "Podíamos hacer girar los mapas y los anillos silenciando las neuronas superficiales o profundas de manera selectiva", ha detallado el ingeniero biomédico responsable de los análisis y primer autor del estudio, Julio Esparza.
Esta capacidad representacional del cerebro puede utilizarse también para facilitar la memorización de conceptos. De ello hacen uso los opositores que emplean la técnica 'palacio de la memoria', un truco mental que consiste en imaginar un itinerario a lo largo de diferentes lugares de un entorno familiar, como puede ser el propio domicilio o el vecindario. Los conceptos a recordar se sitúan imaginariamente a lo largo de ese itinerario para memorizarlos y recordarlos después con más facilidad.
Esta investigación, financiada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, y Fundación La Caixa, abre nuevas vías para entender cómo el cerebro procesa y representa la información espacial, y podría tener implicaciones para el futuro desarrollo de tratamientos en trastornos neurológicos relacionados con la memoria y la orientación, como el Alzheimer.
