Científicos revelan que las neuronas crean mapas sofisticados en el cerebro para orientarnos

Investigadores del Centro de Neurociencias Cajal (CNC-CSIC) de España, liderados por la científica Liset de la Prida, descubrieron cómo diferentes tipos de neuronas trabajan en conjunto para formar mapas espaciales en el cerebro que permiten la orientación y la memoria de los lugares. 

El hallazgo, publicado en la revista 'Neuron', profundiza en el conocimiento sobre las células de lugar y rejilla, cuyas funciones fueron clave para el Premio Nobel de Medicina otorgado en 2014 a May-Britt y Edvard Moser, junto a John O'Keefe.

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"Ha sido como desvelar qué músicos de una orquesta son los responsables del ritmo y cuáles de la melodía: aunque todos contribuyen, algunos tienen papeles clave en el resultado final", explicó De la Prida sobre la importancia de esta investigación.

El estudio, en colaboración con el Imperial College de Londres, identificó dos tipos de neuronas piramidales en el hipocampo de ratones, con una organización similar a la del cerebro humano. Las neuronas superficiales y profundas desempeñan roles distintos en la creación de mapas espaciales.

Mientras que las neuronas piramidales profundas responden a modificaciones en el entorno inmediato, como cambios en la ubicación de los muebles dentro de una habitación, las superficiales conservan una representación estable del espacio general, identificando puntos de referencia como puertas o ventanas.

Esta diferenciación permite al cerebro generar mapas espaciales flexibles y detallados, integrando tanto información de detalle como una visión global del entorno.

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Para visualizar la actividad de estas neuronas en tiempo real, los científicos emplearon la técnica de imagen celular dual por microendoscopía, siendo el CNC-CSIC el primer centro en España en utilizarla. 

"Hemos usado dos sensores de diferente color, para poder seguir al mismo tiempo la actividad de las neuronas superficiales y profundas en tiempo real", explicó Juan Pablo Quintanilla, investigador responsable de los experimentos.

Los ensayos se realizaron con ratones dentro de laberintos con múltiples pasillos, diseñados con señales visuales y táctiles que les permitieran desplazarse libremente. Los resultados mostraron que las neuronas profundas respondían con mayor precisión a la dirección y velocidad del movimiento, mientras que las superficiales estaban más vinculadas a la percepción de señales visuales dentro del entorno.

"Las neuronas del hipocampo crean representaciones espaciales abstractas que funcionan como un mapa. Esto nos permite orientarnos y recordar las experiencias vividas. Hasta ahora, se desconocía cómo ambos tipos de neuronas contribuían a crear los distintos aspectos de estos mapas, ya que estas representaciones surgen de la actividad colectiva", detalló De la Prida.

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Un aspecto innovador de la investigación fue el uso de herramientas matemáticas de topología para analizar la forma en que estas representaciones espaciales se construyen y modifican. A medida que los ratones exploraban los pasillos, los mapas neuronales en el hipocampo adoptaban la forma de anillos tridimensionales.

Cuando se modificaba el entorno, como al mover objetos dentro de la habitación, las neuronas piramidales profundas y superficiales reaccionaban de forma independiente para actualizar el mapa espacial del cerebro, proporcionando información en tiempo real sobre la posición y orientación del individuo.

Además de su papel en la orientación, estos mapas neuronales también pueden influir en la memoria. Un ejemplo de ello es la técnica del “palacio de la memoria”, utilizada para mejorar la retención de información a través de la asociación con lugares familiares.

La investigación, financiada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y la Fundación La Caixa, ofrece nuevas perspectivas sobre cómo el cerebro procesa la información espacial. Estos avances podrían ser clave para desarrollar tratamientos dirigidos a enfermedades neurológicas que afectan la memoria y la orientación, como el alzhéimer.

EFE