El cerebro humano, en su complejidad, se revela como un sofisticado generador de mapas mentales que facilitan la orientación y la memorización. Esta conclusión surge de una investigación liderada por Liset M. de la Prida, del Centro de Neurociencias Cajal (CNC-CSIC), en colaboración con el Imperial College de Londres. El estudio, publicado recientemente en la revista Neuron, ofrece una nueva perspectiva sobre cómo se codifica la información espacial en el hipocampo, una región clave para estas funciones cognitivas.
Los hallazgos provienen de experimentos realizados en ratones, donde se identificaron dos subpoblaciones distintas de neuronas piramidales: las superficiales y las profundas. Estas neuronas responden a diferentes estímulos durante el desplazamiento o ante cambios en el entorno. Las neuronas profundas reaccionan a modificaciones locales, como la disposición de los muebles en una habitación, mientras que las superficiales mantienen una representación más estable del espacio, enfocándose en aspectos globales como la orientación respecto a puntos cardinales.
Una colaboración cerebral única
La interacción entre estos dos tipos de neuronas permite al cerebro generar representaciones geométricas complementarias, creando mapas del entorno más flexibles y sofisticados de lo que se había asumido anteriormente. Este avance se inscribe dentro de una línea de investigación reconocida desde 2014 con el Premio Nobel otorgado a May-Britt y Edvard Moser, junto con John O’Keefe, por sus descubrimientos sobre las células responsables del posicionamiento cerebral.
Los investigadores utilizaron laberintos sencillos para observar cómo las neuronas piramidales profundas mostraban mayor sensibilidad al espacio y dirección del movimiento en comparación con las superficiales. Mientras que las primeras respondían a marcas cercanas al sujeto, las segundas estaban más vinculadas a pistas visuales presentes en el entorno.
Actualización constante de los mapas mentales
Un aspecto innovador del estudio fue la aplicación de métodos topológicos para desentrañar la estructura de estos mapas neuronales abstractos. Durante la exploración por parte de los ratones, los mapas generados por cientos de neuronas adoptaban formas tridimensionales similares a anillos. Cuando el entorno cambiaba, como al mover muebles, ambos tipos de neuronas reaccionaban diferenciadamente, permitiendo al cerebro actualizar su mapa espacial y mantener coherencia pese a los cambios.
Las representaciones espaciales creadas por estas neuronas coexisten simultáneamente en el hipocampo, destacando la capacidad del cerebro para manejar múltiples marcos referenciales. Según Julio Esparza, ingeniero biomédico responsable del análisis y primer autor del estudio, “los mapas generados por estas dos subpoblaciones conviven entrelazados para representar tanto información global como local”.
Implicaciones futuras
A través de técnicas quimiogenéticas que permiten silenciar temporalmente tipos específicos de células, los investigadores pudieron manipular estos mapas neuronales. Esto abre un nuevo horizonte para entender cómo el cerebro procesa y representa información espacial, lo cual podría tener importantes implicaciones para tratamientos relacionados con trastornos neurológicos como el Alzheimer.
Esta investigación ha sido financiada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y Fundación La Caixa, marcando un paso significativo hacia una comprensión más profunda del funcionamiento cerebral en relación con la memoria y la orientación.
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Preguntas sobre la noticia
¿Qué descubrieron los investigadores sobre el cerebro y la creación de mapas?
Los investigadores descubrieron que el cerebro crea mapas más sofisticados de lo que se creía para orientarnos y memorizar, utilizando dos subpoblaciones distintas de neuronas piramidales en el hipocampo que responden a diferentes señales.
¿Cómo se diferencian las neuronas piramidales superficiales y profundas?
Las neuronas piramidales profundas responden a cambios locales, como la posición de los muebles, mientras que las superficiales mantienen una representación más estable del espacio, enfocándose en aspectos globales como la orientación hacia puntos cardinales.
¿Qué técnicas utilizaron los investigadores para estudiar la actividad neuronal?
Utilizaron una técnica llamada imagen celular dual por microendoscopía para visualizar simultáneamente la actividad de cientos de neuronas piramidales, así como métodos topológicos para desentrañar la forma de los mapas neuronales abstractos.
¿Cuál es la implicación de esta investigación para el tratamiento de trastornos neurológicos?
La investigación podría tener implicaciones para el desarrollo futuro de tratamientos en trastornos neurológicos relacionados con la memoria y la orientación, como el Alzheimer.
¿Cómo se relaciona esta investigación con técnicas de memorización?
La capacidad representacional del cerebro puede facilitar la memorización de conceptos mediante técnicas como el "palacio de la memoria", donde se utilizan entornos familiares para recordar información.
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