Cerebro: El mapa que todos llevamos dentro Artículo de la revista Quo

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NEUROCIENCIAS
ILUSTRACIÓN: HAVI CRUZ

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Lóbulo Parietal
Lóbulo Occipital
Lóbulo Temporal
Lóbulo Frontal
Cerebelo
POR JOSÉ ANDRÉS RODRÍGUEZ
E L M A P A Q U E T O D O S L L E V A M O S D E N T R O
Miles de años antes de que empezáramos a seguir instrucciones en una
pantalla pegada en el cristal del automóvil, la naturaleza ya había creado
su propio GPS en el corazón de nuestro cerebro.

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¿
Sabes por qué eres capaz de no perderte cuan-
do vas rumbo al trabajo, orientarte en la calle
y no llegar tarde a tu cita con los amigos en el
gimnasio? Muy sencillo, porque tu cerebro fun-
ciona correctamente. En un rincón del hipo-
tálamo tienes un conjunto de células que te
permiten situarte en el espacio. Se trata de una
especie de GPS que construye una representa-
ción del entorno en el que te encuentras y que,
además, te ayuda a ubicarte. Este complejo y
sofisticado sistema celular no tiene nada que
envidiarle a esos aparatos que se conectan vía
satélite y que no faltan casi en cualquier automóvil. Es el descubrimiento
por el que John O’Keefe, Edvard Moser y May-Britt Moser compartieron el
Premio Nobel de Fisiología y Medicina, en 2014.
La Asamblea Nobel en el Instituto Karolinska de Estocolmo, Noruega, se
encarga de otorgar los galardones en esta categoría. Para esta institución,
este descubrimiento permite responder tres preguntas de vital importancia
para entender mejor la relación entre cerebro y comportamiento: ¿cómo
sabemos dónde estamos?, ¿cómo encontramos el camino para ir de un sitio
a otro?, ¿cómo se almacena la información en el cerebro para que hallemos
el camino la siguiente vez que transitamos por un lugar?
Todo empezó en 1971…
A pesar de que esos tres científicos proba-
ron las mieles del éxito hace poco tiempo,
cuando se les premió con la gloria cientí-
fica y cerca de 1.1 millones de dólares (a
repartir entre los tres, eso sí), la historia
de este hallazgo se remonta a principios
de los años setenta. En aquel entonces,
el neurocientífico John O’Keefe (Nueva
York, 1939), profesor en el Instituto de
Neurociencia Cognitiva de la University
College de Londres, dedicaba sus esfuer-
zos a descubrir los misterios del funciona-
miento cerebral de las ratas de laborato-
rio en relación con el espacio.
O’Keefe quería desvelar cómo controla
el comportamiento este órgano. Esa era
su obsesión: explorar el cerebro de los
roedores para extrapolar sus hallazgos
al funcionamiento de la mente humana.
Para ello, estudiaba la actividad cerebral
de las ratas mientras estas se movían.
John O'Keefe, en
su laboratorio de
Londres, Inglaterra.
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Fotos: AFP

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¿Cómo? Les colocaba aparatos para registrar la
actividad eléctrica y las hacía desplazarse por
varios puntos de su laboratorio.
Así, el investigador descubrió que hay un tipo
de células nerviosas en el hipocampo (el cual se
encuentra situado en la parte media del lóbulo
temporal del cerebro) que se activaba cuando
las ratas estaban en el mismo lugar en la habi-
tación. Era como si reconocieran determinados
lugares. Además, cuando las ratas se movían, se
activaban otras células.
O’Keefe vio que estas neuronas emitían des-
cargas eléctricas cuando los roedores se hallaban
en puntos concretos de la
sala. Por ello, cada lugar
de la habitación, en el que
los animales ya habían
estado previamente, tenía
un grupo celular asignado
en su pequeño hipocampo.
Entonces, concluyó que esas
células no solo reconocían
determinados puntos, sino que se cons-
tituían como un mapa de estos. Decidió
bautizarlas como “células de lugar” o
place cells, en inglés.
La idea era novedosa, ya que
O’Keefe había sido capaz de demostrar
cómo el comportamiento y el entorno
dejan huellas en un área tan profunda
como el hipocampo. La memoria de un
entorno, por lo tanto, se almacena en
nuestro cerebro como una combinación
específica de células de lugar, como si
en el hipocampo hubiera puntos asigna-
dos para cada habitación, la oficina, el
restaurante donde cenas frecuentemen-
te… O’Keefe había logrado descubrir
nuevos puentes entre el hardware (el
cerebro) y el software (el comporta-
miento). Su hallazgo fue recibido por
los neurocientíficos de la época como
un gran avance para descubrir el fun-
cionamiento de este órgano.
Y 34 años después…
Aunque O’Keefe había identificado
que el cerebro dibuja un mapa del
entorno, aún faltaba saber qué piezas
se encargaban de leerlo y, por lo tanto,
de guiarnos por el entorno. Hacía falta
un elemento fundamental para poder
decir que, por fin, se había descubierto
el órgano de la orientación.
Habría que esperar hasta 2005
para que el matrimonio formado por
May-Britt Moser (Fosnavåg, Noruega,
1963; actualmente, directora del Centro
LascélulasdelGPScerebralnuncadescansan.AsílodescubrieroninvestigadoresdelNYULangoneMedicalCenter
deNuevaYork,quienesobservaronqueestasneuronaspermaneceneléctricamenteactivas,incluso,cuandoesta-
mosenlafasedesueñoprofundo.DeacuerdoconinformacióndelaAgenciaID,“elcerebrogenerauna‘copiade
seguridad’deespaciosylugaresalemitirseñalesvestibulares(elsistemavestibularestárelacionadoconelequili-
brioyelcontrolespacial)yvisualestambiéncuandodormimos”.Loscientíficoscreenqueestoshallazgospodríanser
útilesparatratarproblemasdeorientación.Loscientíficoshanidentificadoestascélulascomo“célulasdedirección
decabeza” y“estánpresentesenloscerebrosdetodoslosmamíferos”,ademásdeque“incrementansustasasde
actividadeléctricasolocuandolacabezadelosanimalesseorientaenunadireccióncorrecta”.
NI EN SUEÑOS TE PIERDES
POR CIENTO DE
la energía total del
cuerpo humano la
consume el cerebro.
20
Hallazgos en el hipocampo
por parte de O'Keefe y
el matrimonio Moser.
Corteza entorrinal
HIPOCAMPO

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Corteza prefrontal
Modificasuactividad
eléctricasegún
situaciones
determinadas.
Cerebro
humano
Corteza entorrinal
Pormediodeella,el
hipocamporecibe
informaciónmuy
procesadadetodas
lasmodalidades
sensoriales.
Tallo encefálico
Contiene centros
reflejos asociados
con el control de la
respiración, el sistema
cardiovascular y la
conciencia.
Médula espinal
Transmite impulsos
nerviosos del cerebro
al resto del cuerpo y
viceversa.
Hipocampo. Algunos
estudios apuntan
que en él se forman
los recuerdos a
largo plazo.
Corteza visual
Seconectaala
retinayaltálamo
pararespondera
patronesdeluz.
ÓRGANO DE LA NAVEGACIÓN
Nos movemos en el espacio gracias a la acción principal del
hipocampo y la corteza entorrinal. ¿Cómo lo hacen?
Estos dos tipos de células y su funcionamiento son
los descubrimientos que han hecho merecedores
del Nobel a O’Keefe y el matrimonio Moser.
160,000
KILÓMETROS
devasossanguíneos
tieneelcerebrohumano,
segúnlaUniversidadde
Granada,España.
Los responsables de ubicarnos
Nuestraorientaciónespacialsedaporlaacción
delas“célulasdelugar”ylas“célulasderejilla”.
HIPOCAMPO
Enél,las células de
lugarhacenunmapa
internodelentorno.
Detectannuestra
posicióncorporalen
elespacio,yaque
soncomounmapa
internodelambiente
enelquesemueve
cada persona.
CORTEZA
ENTORRINAL
En esta región
cerebral, las células
de rejilla tienen la
capacidad de
reconocer límites
espaciales y la
dirección de la
cabeza; además,
forman una imagen
de trama hexagonal.
EN EQUIPO
Ambos tipos de
células forman
coordenadas que
permiten que nos
desplacemos en el
espacio y sepamos
exactamente dónde
nos encontramos.

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actividad, publicaron, en 2005, un artículo en la revista Nature
en el que mostraban estos resultados. Otros laboratorios replica-
ron el experimento y llegaron a las mismas conclusiones: habían
descubierto el sistema de navegación que nos dice dónde esta-
mos, adónde vamos y de dónde venimos.
Este descubrimiento completaba el de O’Keefe y permitía
identificar el GPS cerebral: el mapa que forman las células de
lugar y el sistema que nos permite orientarnos gracias a las
células de rejilla. Los Moser también vieron que estas células,
en coordinación con otras de la corteza entorrinal, reconocen
la dirección de la cabeza, los límites de la habitación y forman
circuitos con las células de lugar del hipocampo.
Ya se han identificado todas las piezas de nuestro GPS. Sin
embargo, todavía queda alguna pregunta que contestar en
cuanto a su funcionamiento. Sabemos que las células de lugar,
en el hipocampo, y las de rejilla, en la corteza entorrinal, inter-
cambian información. Falta saber cómo se produce este fenó-
meno. Quizá, en este momento, el futuro ganador del Nobel de
Medicina de 2025 esté escrutando el cerebro de alguna rata y,
de paso, acercándose a la respuesta.
de Computación Neural
en Trondheim, Noruega)
y Edvard Moser (Alesund,
Noruega, 1962; ahora direc-
tor del Instituto Kavli de
Neurociencia de Sistemas, en
Trondheim) dieran con las pie-
zas que faltaban.
Estos esposos investigaban
lo que pasaba en el hipocam-
po de ratas mientras se des-
plazaban por una habitación.
Sus herramientas eran más
sofisticadas que las empleadas
por O’Keefe tres décadas atrás:
implantaban electrodos en su
cerebro mientras se movían
por un espacio delimitado.
Para que las ratas estuvie-
ran motivadas a participar, les
dejaban apetitosos cereales
con chocolate por los lugares
en que los investigadores esta-
ban interesados que pasaran.
Los Moser querían dilucidar
cómo funcionaba el flujo de
información entre las células
de lugar. Uno de los trucos
que emplearon fue inactivar partes del hipocampo
para ver qué pasaba. Se llevaron una sorpresa al des-
cubrir que el flujo de información se extendía a un
área vecina: la corteza entorrinal.
En aquel sitio, otro grupo de células se activaba
cuando las ratas pasaban por ciertos puntos. Los
Moser pensaron, en un primer momento, que sim-
plemente habían descubierto nuevas células de lugar.
En realidad, habían dado con las que denominaron
“células de rejilla”, que generaban un patrón de acti-
vidad cuando las ratas pasaban por determinados
puntos. Ese patrón era una memoria de la ruta rea-
lizada y se activaba, incluso, cuando los animales se
movían en la oscuridad.
Tanto Edvard como May-Britt Moser estaban tan
maravillados por su hallazgo que creyeron que sus
instrumentos de medición se habían descompuesto.
No obstante, tras registrar una y otra vez actividad
cerebral en la citada área y analizar el flujo de esta
El “hipocampo” es una zona cerebral cuyo nombre proviene de hippocampus, en latín, ya que recuerda a un caballito de mar. De
acuerdo con el Diccionario Akal de Psicología, de Roland Doron y otros autores, también se le conoce como "cuerno de Amon" y está
formado por "sustancia gris replegada sobre sí misma". Esta región juega un importante papel en la orientación, la memoria (sobre
todo en la memoria a largo plazo) y el aprendizaje; además, se le consideran funciones como el control de la inhibición, el análisis
espacial, la perseveración y el control de la novedad.
CABALLITO DE BATALLAS
Al estudiar ratas, May-Brit
y Edvard Moser hallaron
las células de rejilla.
Infografía:LuisMiguelCruz
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