John O Keefe y May-Britt - Edvard Moser descubrieron el GPS del cerebro

Ganadores del Premio Nobel de Medicina

¿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 que nos trazamos el mismo camino? Este Fin de premios Nobel han descubierto un sistema de posicionamiento, un "GPS interno" en el cerebro que hace que sea posible para orientarnos en el espacio, lo que demuestra una base celular para la función cognitiva superior.
En 1971, John O Keefe descubrió el primer componente de este sistema de posicionamiento. Él encontró que un tipo de células nerviosas en un área del cerebro llamada hipocampo, que siempre se activa cuando una rata se encontraba en un lugar determinado en una habitación. Otras células nerviosas se activan cuando la rata estaba en otros lugares. O Keefe concluyó que estas "células de lugar" formaron un mapa de la habitación.

Más de tres décadas después, en 2005, May-Britt y Edvard Moser descubrieron otro componente clave del sistema de posicionamiento del cerebro. Identificaron otro tipo de célula nerviosa, que llamaron "células grid", que generan un sistema de coordenadas y permite un posicionamiento preciso y la búsqueda de caminos. Su investigación posterior mostró cómo las células de lugar y la rejilla permiten determinar la posición y la navegación.
Los descubrimientos de John O Keefe, May-Britt Moser y Edvard Moser han resuelto un problema que ha ocupado a los filósofos y los científicos durante siglos - ¿cómo el cerebro crea un mapa del espacio que nos rodea y cómo podemos navegar en nuestro camino a través de un complejo medio ambiente?

¿Cómo experimentamos nuestro medio ambiente?
El sentido del lugar y la capacidad de navegar son fundamentales para nuestra existencia. El sentido de lugar da una percepción de la posición en el medio ambiente. Durante la navegación, que está interrelacionada con una sensación de distancia que se basa en el movimiento y el conocimiento de las posiciones anteriores.
Preguntas sobre el lugar y la navegación tienen los filósofos y científicos comprometidos por un largo tiempo. Hace más de 200 años, el filósofo alemán Immanuel Kant argumentó que existen algunas habilidades mentales como un conocimiento a priori, independiente de la experiencia. A su juicio, el concepto de espacio como un principio inherente de la mente, a través del cual es y debe ser percibido el mundo. Con el advenimiento de la psicología del comportamiento en la mitad del siglo 20, estas preguntas podrían abordarse de forma experimental. Cuando Edward Tolman examinó ratas se mueven a través de laberintos, se encontró que podían aprender a navegar, y propuso que un "mapa cognitivo" formado en el cerebro les permitió encontrar su camino. Pero las preguntas siguen demoraron - cómo sería ese mapa puede representar en el cerebro?

John O Keefe y el lugar en el espacio

John O Keefe estaba fascinado por el problema de cómo el cerebro controla el comportamiento y decidió, a finales de 1960, para atacar a esta pregunta con métodos neurofisiológicos. Al grabar señales de las células nerviosas individuales en una parte del cerebro llamada hipocampo, en ratas se mueven libremente en una habitación, O Keefe descubrió que ciertas células nerviosas se activan cuando el animal supone un lugar particular en el medio ambiente (Figura 1). Pudo demostrar que estas "células de lugar" no fueron simplemente registrando la información visual, pero fueron acumulando un mapa interno del medio ambiente. O Keefe concluyó que el hipocampo genera numerosos mapas, representados por la actividad colectiva de células de lugar que se activan en diferentes ambientes. Por lo tanto, la memoria de un entorno puede ser almacenado como una combinación específica de las actividades celulares lugar en el hipocampo.
May-Britt y Edvard Moser encontrar las coordenadas
May-Britt y Edvard Moser fueron trazando las conexiones con el hipocampo de ratas que se mueven en una habitación cuando descubrieron un patrón sorprendente de la actividad en una parte cercana del cerebro llamada la corteza entorrinal. Aquí, se activan ciertas células cuando la rata pasa varias ubicaciones dispuestas en una cuadrícula hexagonal (Figura 2). Cada una de estas células se activó en un patrón espacial singular y colectivamente estas "celdas de la grilla", constituyen un sistema de coordenadas que permite la navegación espacial. Junto con otras células de la corteza entorrinal que reconoce la dirección de la cabeza y de la frontera de la habitación, forman circuitos con las células de lugar en el hipocampo. Este circuito constituye un sistema global de posicionamiento, un GPS interno, en el cerebro (Figura 3).
Un lugar para los mapas en el cerebro humano

Recientes investigaciones con técnicas de imagen cerebral, así como los estudios de los pacientes sometidos a neurocirugía, han proporcionado pruebas de que existen células de lugar y rejilla 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. El conocimiento sobre el sistema de posicionamiento brain puede, por lo tanto, ayudar a comprender el mecanismo que sustenta la pérdida de la memoria espacial devastadora que afecta a las personas con esta enfermedad.
El descubrimiento del sistema de posicionamiento del cerebro representa un cambio de paradigma en nuestra comprensión de cómo los conjuntos de células especializadas trabajan juntos para ejecutar las funciones cognitivas superiores. Se ha abierto nuevas vías para la comprensión de otros procesos cognitivos, como la memoria, el pensamiento y la planificación.