El cerebro humano es capaz de generar mapas mucho más complejos de lo que se había imaginado, lo que permite a las personas orientarse, moverse de un lugar a otro y recordar su entorno con una precisión asombrosa. Este hallazgo, realizado por investigadores del Centro de Neurociencias Cajal (CNC-CSIC), liderados por Liset M. de la Prida, junto con el Imperial College de Londres, aporta una nueva perspectiva sobre el sistema de navegación del cerebro y cómo organiza y procesa la información espacial.
El estudio, publicado en la revista Neuron, ha revelado que dos tipos de neuronas piramidales en el hipocampo —una de las regiones más importantes para la orientación y la memoria— responden de manera diferente a los estímulos cuando nos desplazamos o cuando se producen cambios en nuestro entorno. Estas diferencias permiten que el cerebro cree representaciones espaciales más sofisticadas y flexibles.
El rol clave de las neuronas piramidales en la orientación
Las neuronas piramidales se dividen en dos subpoblaciones: las superficiales y las profundas. Estas neuronas trabajan de manera complementaria, con las neuronas profundas respondiendo a cambios locales y las superficiales manteniendo representaciones más estables de los aspectos globales del espacio. Las neuronas profundas reaccionan a detalles como la posición de los muebles dentro de una habitación, mientras que las neuronas superficiales se encargan de información más global, como la orientación de ventanas y puertas hacia un punto cardinal determinado.
Según Liset M. de la Prida, «las neuronas del hipocampo crean representaciones espaciales abstractas que funcionan como un mapa. Esto nos permite orientarnos y recordar las experiencias vividas.» Este hallazgo proporciona una visión más detallada sobre cómo el cerebro organiza y procesa la información espacial, un tema que ya había sido explorado por los descubrimientos que le valieron el Premio Nobel a May-Britt y Edvard Moser, junto con John O’Keefe, en 2014.
Tecnología avanzada para estudiar la actividad cerebral
La clave para comprender el funcionamiento de estas neuronas ha sido una innovadora técnica llamada imagen celular dual por microendoscopía. Gracias a esta técnica, los investigadores pudieron visualizar simultáneamente la actividad de cientos de neuronas piramidales en tiempo real. «Hemos usado dos sensores de diferente color para poder seguir al mismo tiempo la actividad de las neuronas superficiales y profundas en tiempo real,» explica Juan Pablo Quintanilla, responsable de los experimentos. Esta tecnología ha sido puesta a punto por primera vez en el CNC-CSIC, lo que marca un avance significativo en el estudio del cerebro.
Mapas neuronales que se actualizan en tiempo real
Uno de los descubrimientos más sorprendentes fue la capacidad del cerebro para actualizar sus mapas espaciales en tiempo real. Cuando el entorno cambia, como cuando los muebles de una habitación se mueven, las neuronas superficiales y profundas responden de manera diferente, lo que permite que el cerebro mantenga una representación coherente de su entorno, a pesar de las modificaciones. Este proceso hace que el cerebro pueda adaptarse de manera flexible a los cambios, sin perder el sentido de ubicación o dirección.
Julio Esparza, ingeniero biomédico responsable de los análisis del estudio, explica: «Los mapas generados por estas dos subpoblaciones conviven enhebrados entre sí para representar la información global (por ejemplo, la habitación donde estamos) y local (los muebles que hay en ella).» Esto sugiere que el hipocampo tiene la capacidad única de albergar múltiples marcos de referencia simultáneamente, lo que le otorga una flexibilidad asombrosa para adaptarse a diferentes situaciones.
Implicaciones para la memorización y tratamientos futuros
El hallazgo tiene también implicaciones para la memorización de conceptos. La investigación resalta cómo el cerebro utiliza mapas espaciales para memorizar y recuperar información. Un ejemplo de esto es la técnica del «palacio de la memoria», utilizada por quienes deben memorizar grandes cantidades de información, como los opositores. Esta técnica consiste en asignar conceptos a lugares de un entorno familiar, lo que facilita su recordatorio posterior.
La investigación, financiada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y la Fundación La Caixa, abre nuevas puertas para el desarrollo de tratamientos de trastornos neurológicos relacionados con la memoria y la orientación, como el Alzheimer. La capacidad del cerebro para crear y actualizar mapas espaciales podría ser clave para abordar el deterioro cognitivo asociado con estas enfermedades.
Conclusiones y futuras líneas de investigación
Este hallazgo refuerza la idea de que el cerebro humano tiene una capacidad sorprendente para generar mapas complejos y adaptativos, esenciales para nuestra navegación en el mundo. Además, la investigación abre nuevas vías para entender cómo el cerebro procesa la información espacial y cómo esta capacidad puede ser utilizada para mejorar la memoria y otros procesos cognitivos.
