¿Cómo sabemos dónde estamos? ¿Cómo somos capaces de encontrar un camino de un lugar a otro? ¿Y cómo podemos almacenar dicha información de tal manera que podemos encontrar de inmediato la forma para que la próxima vez sepamos cuál es el camino correcto? Los galardonados esta año con el Premio Nobel de Medicina, John O’Keefe, May Britt Moser y Edvar I. Moser, han descubierto un sistema de posicionamiento, un «GPS interno» en el cerebro, que hace que sea posible orientarnos espacialmente.

En 1971, John O’Keefe, Director del Sainsbury Wellcome Centre in Neural Circuits and Behaviour del University College London (Gran Bretaña) descubrió el primer compuesto de este sistema de posicionamiento. Encontró un tipo de células nerviosas en un área del cerebro llamada hipocampo, que siempre se activaban cuando una rata se encontraba en un lugar determinado en una habitación. Y cuando la rata cambiaba de espacio, se activaban otras células nerviosas diferentes. O’Keefe concluyó que estas «células de posicionamiento» formaron el mapa de la habitación en el cerebro.

Más de tres décadas después, en 2005, May-Britt, Directora del Centre for Neural Computation de Trondheim, y Edvard Moser, Director del Kavli Institute for Systems Neuroscience de Trondheim (Suecia) descubrieron otro componente clave del sistema de posicionamiento del cerebro. Identificaron otro tipo de célula nerviosa, que llamaron «células cuadrícula», que generan un sistema de coordenadas y permite un posicionamiento preciso y la búsqueda de caminos. Su investigación posterior mostró cómo las «células de posicionamiento» y las «células cuadrícula» permiten determinar la posición y desplacerse sin error.

Problema filosófico

Los descubrimientos de O’Keefe, y la pareja Moser han resuelto un problema que ha ocupado a los filósofos y los científicos durante siglos ¿cómo crea el cerebro un mapa del espacio que nos rodea y cómo podemos navegar a través de un complejo entorno?

El sentido del espacio y la capacidad de navegar son fundamentales para nuestra existencia. O’Keefe estaba fascinado por el problema de cómo el cerebro controla el comportamiento y decidió, a finales de 1960, tratar de responder a esta pregunta con métodos neurofisiológicos. Así registró las señales de las células nerviosas en una parte del cerebro llamada hipocampo en ratas que se movían libremente por una habitación y descubrió que ciertas células nerviosas se activan cuando el animal se ubica en un lugar particular. Además, demostró que estas «células de posicionamiento» no estaban simplemente registrando la información visual, sino que también creaban mapa interno del entorno. O’Keefe concluyó que el hipocampo genera numerosos mapas, representados por la actividad colectiva de «células de posicionamiento» que se activan en diferentes ambientes. Por lo tanto, la memoria de un entorno podía ser almacenada como una combinación específica de las actividades celulares lugar en el hipocampo.
El conocimiento sobre este GPS cerebral ayudará a comprender el mecanismo que sustenta la pérdida de la memoria espacial en alzhéimer
Por su parte May-Britt y Edvard Moser fueron trazando las conexiones en el hipocampo de ratas que se desplazaban en una habitación cuando descubrieron un patrón sorprendente de la actividad en una parte cercana del cerebro llamada la corteza entorrinal. Allí se activaban ciertas células cuando la rata pasaba por varias ubicaciones dispuestas en una cuadrícula hexagonal. Y observaron que cada una de estas células se activaba con un patrón espacial singular lo que sugería que estas «células cuadrícula» constituían un sistema de coordenadas que permite la navegación espacial. Junto con otras células de la corteza entorrinal que reconocen la dirección de la cabeza y los límites de la habitación, éstas forman circuitos con las «células de posicionamiento» en el hipocampo. Este circuito constituye un sistema global de posicionamiento, un GPS interno, en el cerebro, aseguran.

Alzhéimer

Gracias a las investigaciones con técnicas de imagen cerebral, así como los estudios de los pacientes sometidos a neurocirugía, se sabe que en los humanos existen estas «células de posicionamiento» y «células cuadrícula». De hecho también se ha visto que las personas con de Alzheimer tienen afectados el hipocampo y la corteza entorrinal, lo que hace que no puedan reconocer el entorno. Los investigadores creen que el conocimiento sobre este GPS cerebral ayudará a comprender el mecanismo que sustenta la pérdida de la memoria espacial devastadora que afecta a las personas con esta enfermedad. Pero, como dijeron en la rueda de prensa de anuncio de los premios, «no se trata de un mecanismo de la enfermedad, sino que servirá para avanzar en su conocimiento y en su comprensión, pero no se puede hablar de aplicaciones clínicas a corto o medio plazo».