El cerebro humano contiene unas 80.000 millones de células nerviosas y comprender cómo trabajan juntas parece una tarea inabarcable, pero es la que ha elegido la neurocientífica noruega y premio Nobel May-Britt Moser, que ha propuesto empezar por algo aparentemente más sencillo como es averiguar cómo sabe el cerebro dónde estamos, hacia dónde vamos y qué hay a nuestro alrededor.
Moser se encuentra este miércoles en el festival científico Starmus, en Arona (Tenerife, archipiélago español de las Canarias), y decidió llevar al público de excursión por el "GPS cerebral", un sistema formado por distintos tipos de neuronas que permite orientarse en el espacio, recordar lugares y construir una especie de mapa interno del mundo, incluso mientras dormimos.
Moser, que recibió junto a su marido Edvard Moser y John O'Keefe el Nobel de Medicina en 2014 por sus descubrimientos sobre el sistema cerebral de posicionamiento, partió del hipocampo, una estructura esencial no solo para saber dónde estamos, sino también para organizar nuestros recuerdos.
El espacio, explicó, funciona como un “andamio” sobre el que colocar la memoria. Ahí, una persona no puede estar en dos lugares al mismo tiempo y esa separación espacial ayuda también al cerebro a distinguir unas experiencias de otras, detalló.
Escuchar la electricidad de las neuronas
Para descubrir cómo funciona esa brújula interna hay que escuchar la electricidad de las neuronas, precisó Moser, quien relató cómo su compañero O'Keefe lo hizo observando ratas y registrando células individuales del hipocampo hasta comprobar que algunas se activaban solamente cuando el animal se encontraba en determinados lugares.
Si se registran centenares de esas “células de lugar” simultáneamente, dijo Moser, es posible predecir la posición del animal con una precisión de unos cinco centímetros.
Pero el GPS cerebral tiene muchas más piezas, pues hay células que indican hacia dónde está orientada la cabeza, otras que actúan como un velocímetro y aumentan su actividad cuanto más rápido se mueve el animal, células sensibles a los límites del entorno y otras capaces de codificar la distancia y dirección hasta un objeto.
El hallazgo que convirtió a los Moser en referentes mundiales llegó cuando estudiaban la corteza entorrinal, que envía información al hipocampo y que es una de las partes del cerebro relacionadas con la memoria y el olfato.
Una hoja de papel cuadriculado
Allí encontraron las llamadas células de cuadrícula, que se activan siguiendo un "sorprendente" patrón geométrico de triángulos equiláteros.
Moser las comparó con llevar dentro del cerebro una hoja de papel cuadriculado o un sistema de coordenadas que permite calcular cuánto y en qué dirección nos hemos desplazado.
La neurocientífica añadió que la tecnología actual permite escuchar ya miles de neuronas simultáneamente y observar no solo qué hace cada una, sino cómo se organiza su actividad colectiva.
La figura inesperada
Y es al reducir matemáticamente esa enorme cantidad de información cuando aparece una figura inesperada: un "torus", la superficie tridimensional con forma de rosquete, o dónut.
La actividad de las células de cuadrícula recorre esa especie de dónut matemático sin salirse de ella, siguiendo el desplazamiento del animal.
Para Moser, lo más sorprendente es que el patrón continúa cuando el animal duerme y las neuronas siguen circulando por ese mapa interno, aunque el cuerpo esté quieto.
En un lapso de apenas "diez milisegundos" han encontrado además unos rápidos “barridos” de actividad cerebral hacia un lado y otro, algo que Moser compara con la ecolocalización de los murciélagos.
Cuando sus investigadores colocaron algo atractivo para una rata y después lo movieron detrás del animal, esos barridos neuronales también se desplazaron hacia atrás, siendo la hipótesis que formarían formar parte de un mecanismo de exploración "activa" con el que el cerebro examina aquello que considera relevante.
Y tras adentrarse en "dónuts matematicos", impulsos eléctricos y mapas invisibles que continúan funcionando durante el sueño, la nobel terminó proponiendo al público un gesto bastante menos complicado que comprender las 80.000 millones de neuronas y pidió "juntar las manos, inclinarse y decir simplemente: Gracias, cerebro. Eres increíble”.
Por Cristina Magdaleno