29/1/10

El cerebro humano emplea redes para representar el espacio

Científicos financiados en parte por la Unión Europea han logrado identificar por vez primera un tipo de células específicas que ejercen las funciones de mapa espacial en el cerebro humano. El descubrimiento, publicado en un artículo en la revista Nature, puede aclarar cómo crean las personas mapas mentales al adentrarse en entornos desconocidos.

El estudio, realizado por un equipo del University College de Londres (Reino Unido), se basó en técnicas de imagen cerebral y realidad virtual para identificar dichas «células de red». Se trata de neuronas especializadas que, según se cree, intervienen en la memoria espacial y que ya se habían detectado en el cerebro de roedores, aunque hasta ahora no se había documentado su existencia en humanos.

«Es como si las células de red generaran un mapa cognitivo del espacio. De hecho, estas células son similares a las líneas que señalan la latitud y la longitud en los mapas, pero en lugar de emplear una cuadrícula el cerebro las organiza en triángulos», afirmó el Dr. Caswell Barry, uno de los autores del estudio.

La investigación se financió en parte mediante el proyecto SPACEBRAIN («Codificación del espacio en redes neuronales hipocampales y entorrinales»), financiado a través del tema «Salud» del Séptimo Programa Marco (7PM). Los responsables del proyecto pretenden averiguar cómo se originan las funciones mentales complejas a partir de procesos neuronales eléctricos y químicos. Concretamente, tratarán de profundizar en los principios de la computación de microcircuitos del sistema de representación espacial de roedores. Para ello emplearán diversas herramientas de investigación informáticas, electrofisiológicas, ópticas y moleculares nuevas que nunca antes se habían utilizado para el análisis de los circuitos cerebrales.

Las células de red representan la situación de un animal con respecto a su entorno, algo que los investigadores comparan con un sistema de navegación por satélite que estuviera alojado en el cerebro. Se activan siguiendo patrones que se muestran como rejillas triangulares geométricamente regulares cuando se superponen a un mapa de la superficie por la que se ha desplazado el individuo. Fueron descubiertas en 2005 por un laboratorio noruego cuya investigación sugirió que las ratas creaban redes virtuales para orientarse en su entorno y recordar nuevos puntos en un terreno desconocido para ellas.

Durante el estudio se encargó a 42 participantes una tarea en un entorno de realidad virtual. Los investigadores programaron un entorno sencillo compuesto por un prado llano rodeado por un barranco circular. A continuación se solicitó a los sujetos que recogieran y sustituyeran objetos comunes repartidos por el entorno desplazándose por él hacia delante y hacia los lados.

El profesor Neil Burgess, director del equipo, añadió: «Se sabe que las zonas del cerebro que muestran presencia de células de red, la formación del hipocampo y otras zonas del cerebro relacionadas, nos ayudan a desplazarnos por nuestro entorno y son básicas para la memoria autobiográfica. Esto significa que las células de red pueden ayudarnos a acceder a un recuerdo determinado así como a orientarnos en nuestro entorno. Estas áreas del cerebro son también las primeras en verse afectadas por la enfermedad de Alzheimer, lo que explica por qué perderse es uno de los primeros síntomas más comunes de esta enfermedad.» (CORDIS)

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