Mexicano en Inglaterra profundiza en la actividad del cerebro al momento de la orientación espacial

A fin de ahondar en el entendimiento del proceso de orientación espacial llevado a cabo en el cerebro humano, el doctor en neurociencia de la University College London, Yavé Lozano Navarro investigó los procesos neuronales que determinan la ubicación en roedores a partir del registro de la actividad eléctrica en su corteza cerebral cuando se encontraban dentro de una caja en busca de alimento.

Las neuronas que buscaba en dichos experimentos se denominan “de orientación de cabeza” o por su nombre en inglés, “head direction cells”, las cuales fueron descritas en los años noventa del siglo pasado por investigadores en los Estados Unidos, quienes descubrieron que estas células cerebrales incrementan su actividad eléctrica cuando la cabeza del roedor se ubica en una dirección específica en relación a su entorno, ello aun cuando el animal se desplaza en completa obscuridad. Esto indica que el movimiento generado por el animal y no la información visual es importante para mantener la actividad de estas neuronas y proveer una representación continua de ubicación espacial.

De esta forma, las neuronas de orientación de cabeza proveen una señal que le permite al roedor determinar su posición y orientarse en relación a la información visual del entorno o en ausencia de la misma en base a su propio movimiento. Una analogía de dicho proceso cerebral podría ser similar al de un compás que se alinea en referencia a puntos visuales del contexto y no al polo magnético de la Tierra.

Al ejemplificarlo, el neurobiólogo egresado de la UNAM subrayó: “Para entenderlo mejor imagínense estar dentro de una habitación totalmente a oscuras y decidir dirigirse al baño, en ese momento las neuronas están activas a pesar de no ver nada; sin embargo, al prender la luz y ver la ubicación de objetos en el entorno, dichas células cerebrales cambian su dirección y de esta forma nos permiten re-orientarnos, corrigendo los errores que cometimos al trasladarnos al baño empleando únicamente nuestro movimiento”.

No obstante, el especialista indicó que una pregunta que continúa siendo tema de investigación, tanto en roedores como en humanos, es cuál información visual del entorno es relevante para la orientación espacial, es decir, qué elementos del contexto permiten determinar una ubicación actual y de esta manera planear hacia dónde dirigirse.

Ante ello, para investigar qué estímulos visuales son usados como anclaje para orientarse, el doctor Lozano Navarro midió los cambios de la actividad de neuronas de dirección de cabeza después de colocar a ratas dentro de un cilindro y rotar gradualmente distintas claves visuales ubicadas dentro del entorno. Al relacionar los cambios en la actividad de estas neuronas con la posición de las claves del contexto dedujo el procesamiento de la información visual que utilizan las ratas para la orientación espacial.

Por otra parte, Lozano Navarro refirió que el cerebro también contiene las llamadas “neuronas de lugar” que se mantienen activas incluso durante el sueño y que reafirman la información que el animal aprendió: “Ello es sabido gracias a una previa medición y análisis de la actividad neuronal en el hipocampo de los roedores al momento de entrenarlos para recorrer laberintos; dicha labor de las células cerebrales es medida previo y durante el sueño del roedor y se ha encontrado una respuesta neuronal similar a la secuencia que el animal recorrió al estar despierto”, enfatizó.

Además de la electrofisiología se han empleado otras tecnologías que miden la actividad neuronal, como la resonancia magnética funcional y el flujo de calcio en neuronas, que han encontrado que procesos de orientación espacial similar a roedores ocurren en especies como moscas, murciélagos y humanos, mostrando que mecanismos similares de orientación espacial se han conservado a través de la evolución.