Identifican una pieza clave del «GPS» cerebral

Guiado por el matrimonio noruego que ganó el Nobel de Medicina 2014, un neurocientífico argentino descubrió la pieza faltante del GPS cerebral que ayuda a orientarnos en el espacio. El trabajo fue publicado en la reconocida revista Nature y podría tener implicancias tecnológicas y terapéuticas.

“El hallazgo no sólo puede servir en el futuro para mejorar diagnósticos y tratamientos de enfermedades neurodegenerativas sino también mejorar sistemas de navegación”, explicó a la Agencia CyTA-Leloir el autor principal del estudio, el doctor Emilio Kropff, investigador del CONICET en el Laboratorio de Plasticidad Neuronal del Instituto Leloir que dirige el doctor Alejandro Schinder.

Nacido y criado en Bariloche, Kropff se licenció en física en la UBA en 2003, hizo un doctorado en neurociencia cognitiva en Italia y entre 2008 y 2011 investigó en Noruega bajo la dirección de los doctores Edvard y May-Britt Moser, quienes recibieron el Nobel de Medicina 2014 por descubrir el circuito de neuronas que funcionan como “GPS interno” en el cerebro.

El tercer ganador de ese Nobel, el británico-estadounidense John O’Keefe, descubrió en 1971 las “place cells”, cierto tipo de neuronas que “eligen” una posición dentro de un ambiente y se activan cada vez que pasamos por ahí, sin importar lo que estemos haciendo. “Están involucradas en la construcción de un mapa espacial, y se relaciona con la memoria de los ambientes que vamos recorriendo”, señaló Kropff. Por su parte, los Moser descubrieron las neuronas “grid cells” que codifican el espacio de una manera mucho más abstracta que las células identificadas por O’Keefe, algo así como un eje de coordenadas aplicables a cualquier ambiente, añadió.

“En este trabajo describimos por primera vez un tipo de neuronas del GPS cerebral, llamadas ‘speed cells’, encargadas de determinar la velocidad de desplazamiento en cada paso que damos en un ambiente cualquiera”, explicó Kropff.

Si fuéramos un caballo moviéndonos en un tablero de ajedrez, ejemplificó Kropff, podríamos reconstruir nuestra posición en cualquier momento del partido basándonos únicamente en la configuración inicial de las piezas y los movimientos que el jugador realizó para llevarnos hasta ahí.

“Del mismo modo, podríamos conocer nuestra posición en un ambiente determinado si conociéramos los desplazamientos que fuimos realizando a partir de una posición inicial. Para eso sería preciso conocer no solamente la dirección de cada paso que dimos sino también su velocidad. Y para eso son importantes las ‘speed cells’”, señaló.

Para llegar al resultado, los investigadores se sirvieron de un aparato experimental novedoso al que bautizaron “troncomóvil” en homenaje a los Picapiedras. Se trata de un carrito a motor, sin piso, que se desplaza a lo largo de una vía y puede controlar con gran precisión la velocidad a la que debe correr una rata. Cuando el animal acompañaba el movimiento del vehículo, recibía una recompensa.

Los investigadores encontraron que alrededor del 15 por ciento de las neuronas de una zona de la corteza cerebral que participa de la memoria y la orientación, la corteza entorrinal, se dedica exclusivamente a determinar la velocidad de desplazamiento. Son las “speed cells”.

“Pero si bien tenemos hoy todas las piezas necesarias para completar la compleja maquinaria del GPS interno, nos falta todavía entender cómo están ensambladas”, advirtió Kropff.

Este descubrimiento ayuda a ir reconstruyendo de a poco los circuitos del cerebro dedicados a la memoria y la orientación espacial, dos capacidades íntimamente ligadas que se ponen en juego en algunas patologías como la enfermedad de Alzheimer.

La dilucidación de los mecanismos que permiten el funcionamiento del GPS en condiciones normales es un aporte necesario para encontrar, en el largo plazo, nuevos métodos de tratamiento y diagnóstico, indicó Kropff. “Por otro lado, es posible también que estos descubrimientos sean una fuente de inspiración para el diseño de las futuras generaciones de sistemas de navegación, que puedan ser a la vez artificiales e inteligentes”, agregó.

(AGENCIA CYTA-INSTITUTO LELOIR/DICYT)