Hallan las neuronas que ayudan a orientarse en un entorno desconocido

La «cuadrícula», que deriva su nombre del patrón de rejilla triangular en el que la célula se activa durante la navegación , se distingue entre las células cerebrales debido a que su activación representa múltiples localizaciones espaciales. Este comportamiento es como células que permiten al cerebro realizar un seguimiento de las señales de navegación, como la lejanía del punto de partida o de su última vuelta, un tipo de navegación que se conoce como camino de integración.

«Es muy importante que este patrón de rejilla sea tan consistente porque muestra cómo la gente puede realizar un seguimiento de su ubicación, incluso en nuevos ambientes con diseños inconsistentes», dijo el doctor Joshua Jacobs, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Biomédica, Ciencia y Salud de Drexel e investigador principal del equipo.

Estudio en pacientes epilépticos

Los autores, Jacobs, Michael Kahana, de Pennsylvania, e Itzhak Fried, de UCLA, fueron capaces de discernir estas células porque tuvieron la rara oportunidad de estudiar grabaciones cerebrales de pacientes epilépticos con electrodos implantados profundamente en el interior de su cerebro como parte de su tratamiento. Su trabajo se publica en la última edición de la revista «Nature Neuroscience» .

Durante la grabación del cerebro, los 14 participantes en el estudio realizaron un videojuego en el que navegaban de un punto a otro para recuperar objetos y luego recordar cómo volver a los lugares donde se encontraba cada objeto. Los participantes utilizaron un «joystick» para montar en una bicicleta virtual a través de un terreno muy abierto en un ordenador portátil y el equipo estudió la relación entre la forma en que los participantes navegaron en el videojuego y la actividad de las neuronas individuales .

«Cada célula de la cuadrícula responde a múltiples localizaciones espaciales que se organizan en forma de red», dijo Jacobs. «Este patrón de rejilla triangular parece ser un patrón cerebral que juega un papel fundamental en la navegación. Sin cuadrículas, lo más probable es que los seres humanos con frecuencia se pierdan o tengan que desplazarse en base sólo a puntos de referencia. Las células de la red , por lo tanto, son fundamentales para el mantenimiento del sentido de la ubicación en un entorno ».

Células existentes en humanos

Estas células no son únicas entre los animales, a pesar de que se descubrieron anteriormente en ratas , ya que un estudio previo de 2010, que utilizó imágenes no invasivas del cerebro, sugirió la existencia de las células en los seres humanos, pero esta es la primera identificación positiva de la versión humana de estas células.

«El presente hallazgo de la cuadrícula en el cerebro humano, junto con el descubrimiento anterior de las células del hipocampo humano, proporcionan pruebas concluyentes de una asignación común y un sistema de navegación conservado en los humanos y animales inferiores», dijo Kahana, neurocientífico, autor principal y profesor de Psicología en la Universidad de Pennsylvania.

Los resultados del equipo también sugieren que estos modelos de red pueden de hecho ser más frecuentes en los seres humanos que las ratas , debido a que el estudio encontró células no sólo en la corteza entorrinal, como se observó en ratas, sino también en un área del cerebro muy diferente, la corteza cingulada. «Las células de red se encuentran en un lugar crítico en el sistema de la memoria humana llamado la corteza entorrinal», destacó Fried, que es profesor de Neurocirugía en la Escuela David Geffen de Medicina en UCLA. «Este descubrimiento arroja nueva luz sobre una región del cerebro que es la primera en resultar afectada en la enfermedad de Alzheimer, con efectos devastadores en la memoria», añade.

La corteza entorrinal es la parte del cerebro que se ha estudiado en la investigación de la enfermedad de Alzheimer y de acuerdo con Jacobs, la comprensión de las cuadrículas podría ayudar a los investigadores a entender por qué las personas con la patología a menudo se desorientan . También es posible que ayude a mostrar cómo mejorar la función cerebral en personas que sufren de la enfermedad de Alzheimer.