Así te orienta el GPS de tu cerebro

Filósofos y científicos llevan siglos preguntándose cómo sabemos dónde estamos y de qué forma nos orienta el cerebro. Hace unos años, tres investigadores descubrieron que diferentes tipos de neuronas ‘mapeaban’ el espacio y nos permitían navegar en él, lo que les valió el Nobel de Medicina.

Recientemente se ha descubierto una nueva área cerebral relacionada con este particular GPS, que se ve dañada en dolencias como el alzhéimer. Y a la eterna pregunta de si hombres y mujeres nos orientamos igual, la ciencia también ha encontrado una respuesta.

Un hallazgo digno del Nobel

¿Cómo es capaz el cerebro de orientarnos en un sitio determinado? A finales de los sesenta, el neurocientífico John O’Keefe (Nueva York, 18 de noviembre de 1939) se propuso responder a esta pregunta y puso en marcha un experimento con roedores.

Para ello, monitorizó las señales de las neuronas del hipocampo de un conjunto de ratas que se desplazaban libremente por una habitación. Al analizar los datos, O’Keefe descubrió que ciertas neuronas –que bautizó como las células de lugar– se activaban cuando el animal creía estar en un lugar concreto.

Los estudios de neuroimagen permiten visualizar las zonas cerebrales que se activan mientras se realizan diferentes tareas. Crédito: Laboratorio de Neuroimagen y Centro Martinos para la Imagen Biomédica. Consorcio del Proyecto Conectoma Humano.

Los estudios de neuroimagen permiten visualizar las zonas cerebrales que se activan mientras se realizan diferentes tareas. Crédito: Laboratorio de Neuroimagen y Centro Martinos para la Imagen Biomédica. Imagen: Consorcio del Proyecto Conectoma Humano.

El neurocientífico concluyó en 1971 que el hipocampo generaba numerosos mapas gracias a la actividad de estas células. Su descubrimiento le valió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 2014, compartido con el matrimonio de científicos noruegos May-Britt Moser (Fosnavåg, 4 de enero de 1963) y Edvard I. Moser (Ålesund, 27 de abril de 1962).

Esta pareja descubrió en 2005 otro componente del sistema de posicionamiento del cerebro, un tipo de célula nerviosa denominada célula de red. Su función es generar un sistema de coordenadas que permitan un posicionamiento preciso y la navegación espacial.

Estas células de red –junto con otras de la corteza entorrinal– forman circuitos con las neuronas de lugar del hipocampo –descubiertas por O’Keefe– y conforman un sistema de posicionamiento integral, o lo que es lo mismo, el GPS del cerebro.

Neuronas que dibujan mapas

“Si una ruta está bloqueada, este GPS mental puede volver a calcular el camino correcto hacia el destino”, indica a OpenMind Nikolai Axmacher, investigador del Instituto de Neurociencia Cognitiva de la Universidad Ruhr de Bochum (Alemania).

Investigaciones posteriores en humanos confirmaron la existencia del sistema propuesto por los ganadores del Nobel. “Los científicos han descubierto células comparables a las de lugar y a las de red durante la planificación prequirúrgica de pacientes de epilepsia a los que se les iban a implantar electrodos”, señala Axmacher.

Trabajar con pacientes epilépticos cuando les van a colocar electrodos intracraneales para localizar el foco de la patología tiene la ventaja de poder analizar mecanismos cerebrales en vivo.

Axmacher realizó un experimento con diez de estos pacientes, a los que les mostraron diferentes rutas de casas virtuales. Los participantes tenían que memorizar el camino y recordarlo después. El análisis de las imágenes cerebrales confirmó el papel de las neuronas en el aprendizaje y recuerdo de estas ubicaciones.

Una nueva región para orientarnos

Si una ruta está bloqueada, el GPS mental puede volver a calcular el camino correcto hacia el destino, como hace el dispositivo electrónico. Crédito: Joe Gallagher

Si una ruta está bloqueada, el GPS mental puede volver a calcular el camino correcto hacia el destino, como hace el dispositivo electrónico. Crédito: Joe Gallagher

“Nuestros cerebros contienen neuronas que mantienen un registro de la orientación de la cabeza y la posición dentro de un entorno, además de otras neuronas que ‘mapean’ las rutas y registran cómo se relacionan con el ambiente”, resume a OpenMind Douglas Nitz, profesor de Ciencia Cognitiva en la Universidad California San Diego (EEUU).

La corteza parietal posterior es otra región relacionada con la navegación espacial. En modelos animales, Nitz y su equipo han descubierto neuronas en esta área que generan representaciones complejas de la posición del roedor a lo largo de una ruta.

En cuanto a la desorientación que sufren los enfermos de alzhéimer, las investigaciones apuntan a que podría explicarse por daños en otra región del cerebro –la corteza retrosplenial–. Un reciente estudio publicado en la revista Nature Communications ha confirmado que esta zona cerebral es muy activa durante la navegación y la recuperación de la memoria.

¿Hay diferencias entre hombres y mujeres?

Además de preguntarnos cómo funciona el GPS mental, también suele ser habitual pensar si existen diferencias entre la orientación de hombres y mujeres. Diferentes estudios han sugerido que las hormonas sexuales influyen en las tareas espaciales.

Diferentes estudios han sugerido que las hormonas sexuales influyen en las tareas espaciales. Crédito: Hernán Piñera

Diferentes estudios han sugerido que las hormonas sexuales influyen en las tareas espaciales. Crédito: Hernán Piñera

Una investigación de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología reveló que, cuando a las mujeres que participaron en el estudio se les administraba una dosis de testosterona bajo la lengua, mejoraban algunas de sus habilidades espaciales –como la representación de las direcciones–, pero no la navegación.

Con imágenes de resonancia magnética, los investigadores descubrieron que, para la navegación espacial, los varones empleaban más el hipocampo y las mujeres, las áreas frontales. El estudio también reveló que los hombres llegaban más rápido a su destino y que su sentido de la dirección era más eficaz, lo que podría explicarse porque se orientaban utilizando más los puntos cardinales que las mujeres.

Laura Chaparro  

@laura_chaparro