El Nobel de Medicina premia el hallazgo del 'GPS cerebral'

(DM)

¿Cómo sabemos dónde estamos? ¿Cómo podemos encontrar el camino de un lugar a otro? ¿Y cómo podemos almacenar dicha información de tal manera que podemos encontrar de inmediato la forma en que la próxima vez tomamos el mismo camino? Los ganadores del Nobel de este año han descubierto un sistema de posicionamiento, un GPS interno en el cerebro, que hace que sea posible orientarse en el espacio, lo que muestra una base celular para la función cognitiva superior.

En 1971, John O'Keefe descubrió el primer componente de este sistema: un tipo de neuronas, las células de lugar, en el hipocampo, que se activan cuando una rata se encontraba en un lugar determinado de una habitación; otras neuronas se activaban cuando la rata estaba en otros lugares. O'Keefe concluyó que estas células de lugarformaban un mapa de la habitación.

• Las investigaciones de O'Keefe y, después, del matrimonio Moser desvelan las bases neuronales que conforman la memoria espacial, alterada en ciertas neuropatía

En 2005, May-Britt y Edvard Moser descubrieron otro componente clave de este GPS cerebral: otro tipo de neurona que llamaroncélulas de retícula y que generan un sistema de coordenadas que permite un posicionamiento preciso y la búsqueda de caminos. Su investigación mostró cómo las células de lugar y de retícula determinan la posición y la navegación.

Los descubrimientos de O'Keefe y los Moser han resuelto un problema que ha ocupado a filósofos y científicos durante siglos: ¿cómo el cerebro crea un mapa del espacio que nos rodea y cómo podemos navegar a través de un entorno complejo? 
El sentido de lugar da una percepción de la posición. Durante la navegación, se relaciona con una sensación de distancia basada en el movimiento y el conocimiento de las posiciones anteriores.

De Kant al mapa
Hace más de 200 años, el filósofo alemán Immanuel Kant argumentó que existen capacidades mentales apriorísticas independientes de la experiencia. Consideró el concepto de espacio como principio inherente de la mente. Con la psicología del comportamiento en la mitad del siglo XX, estas preguntas se abordaron de forma experimental. Cuando el psicólogo Edward Tolman observó a las ratas en laberintos, vio que aprendían a navegar, y propuso un mapa cognitivo cerebral que les permitía hallar su camino. Pero, ¿cómo funcionaba en el cerebro? 
John O'Keefe estaba fascinado por cómo el cerebro controla el comportamiento y decidió, a finales de 1960, resolver esta pregunta con métodos neurofisiológicos. Al registrar señales de las neuronas individuales en el hipocampo, en ratas que se movían libremente por una habitación, O'Keefe descubrió que ciertas neuronas se activan cuando el animal asumía una posición concreta en el recinto.

Demostró que estas células de lugar no se limitaban a procesar la información visual, sino que forjaban un mapa interno del entorno. O'Keefe concluyó que el hipocampo genera numerosos mapas, representados por la actividad colectiva de las células de lugar que se activan en diferentes ambientes. Por tanto, la memoria espacial se almacena como una combinación de actividades de células del lugar en el hipocampo.

ay-Britt y Edvard Moser investigaban el trazado de las conexiones en el hipocampo de las ratas en movimiento en un recinto, cuando descubrieron un sorprendente patrón de la actividad en la corteza entorrinal:ciertas células se activaban cuando la rata pasaba por varias ubicaciones dispuestas en una cuadrícula hexagonal. Cada una de estas células se activó siguiendo un patrón espacial único, y colectivamente esas células en retículo constituían un sistema de coordenadas que permitía la navegación espacial. Junto con otras células de la corteza entorrinal, forman circuitos con las células de lugar en el hipocampo. Ese circuito constituye un sistema global de posicionamiento, un GPS interno, en el cerebro.

Recientes estudios con técnicas de imagen cerebral y en pacientes sometidos a neurocirugía han proporcionado pruebas de que existen células de lugar y en retículo también en los seres humanos. En los pacientes con enfermedad de Alzheimer, el hipocampo y la corteza entorrinal se ven afectados con frecuencia en una etapa temprana, y estos individuos a menudo pierden su forma y no pueden reconocer el entorno.

John O'Keefe

Nació en 1939 en Nueva York y tiene doble naciona-lidad: americana y británica. Se doctoró en psicología fisiológica en la Universidad de McGill, Canadá, en 1967. Después se trasladó a Inglaterra para el posdoctorado en el University College de Londres. En 1987, el investigador fue nombrado profesor de Neurociencia Cognitiva de dicha universidad y en la actualidad dirige el Centro Wellcome Sainsbury de Circuitos Neuronales y Comportamiento, también en el University College de Londres.

May-Britt Moser

Nació en 1963 en Fosna-våg, Noruega. Estudió psico-logía en la Universidad de Oslo, junto con su futuro marido, y se doctoró en neurofisiología en 1995. Hizo el posdoctorado en la Universidad de Edimburgo y después fue investigadora visitante en el University College de Londres antes de trasladarse, en 1996, a la Universidad de Ciencia y Tecnología de Trondheim (Noruega). Fue nombrada profesora de Neurociencia en 2000 y desde entonces, dirige el Centro de Computation Neural en Trondheim.

Edvard Moser

Nació en 1962 en Ålesund, en Noruega. En 1995 se doctoró en neurofisiología en la Universidad de Oslo. Fue becario posdoctoral junto con su esposa, primero en la Universidad británica de Edimburgo y más tarde como científico visitante en el laboratorio de John O'Keefe en Londres. En 1996 se trasladó a la Universidad de Ciencia y Tecnología de Trondheim, de la que fue nombrado profesor en 1998. En la actualidad es director del Instituto Kavli de Neurociencia de Sistemas en Trondheim.