El cerebro funciona como un sistema de navegación por satélite

Nuestro cerebro contiene su propio sistema de navegación, similar a un GPS, gracias al cual podemos orientarnos. Este sistema fabrica mapas, cuadrículas y brújulas para que no nos perdamos, explicó el neurocientífico Hugo Spiers, del departamento de psicología del University College de Londres (UCL), en el Festival BA de Ciencias que celebró la semana pasada la Universidad de Liverpool.

El mecanismo de orientación que nos sirve para no perdernos se encuentra en una región del cerebro denominada hipocampo que está localizada en el lóbulo temporal, y que se relaciona funcionalmente con la memoria a largo plazo.

Enfermedades como el Alzheimer (cuyos primeros síntomas son los problemas de memoria y de desorientación) o la privación de oxígeno y la encefalitis pueden ocasionar daños irreversibles en esta área del cerebro.

Spiers, en colaboración con la profesora Eleanor Maguire, del Wellcome Trust Center for Neuroimaging, realizó en 2004 un estudio que reveló que una parte del hipocampo era mayor en los taxistas de Londres que en el resto de la población. El conocimiento de un total de 250.000 calles podía explicar este tamaño “extra”.

Hipocampo y otras áreas implicadas

Más recientemente, según publica el Wellcome Trust Center for Neuroimaging en un comunicado, en una segunda etapa de este mismo estudio, el doctor Spiers y la profesora Maguire utilizaron un video juego de la Playstation2 de Sony llamado “The Getaway”, que consiste en conducir por las calles de Londres. El juego fue utilizado para examinar cómo los taxistas utilizaban su hipocampo y otras regiones del cerebro mientras conducían.

Los conductores utilizaron por tanto la simulación de realidad virtual para recorrer las calles de Londres, al tiempo que eran sometidos a un escáner de exploración con resonancia magnética funcional (fMRI), que es una tecnología que se usa para medir las respuestas hemodinámicas del cerebro relacionadas con la actividad neuronal de éste.

De esta forma, los científicos descubrieron que el hipocampo era la región más activa del cerebro cuando los conductores pensaban inicialmente las rutas que iban a seguir y el plan del recorrido.

Por otro lado, la actividad en una red diversa de otras regiones del cerebro aumentó a medida que los taxistas se encontraban carreteras cortadas, señales, miraban el paisaje o se preocupaban por lo que estarían pensando sus clientes u otros conductores.

Neuronas especializadas

Asimismo, los científicos descubrieron que en una parte del cerebro llamada corteza prefrontal media, que desarrolla un papel esencial en funciones cerebrales superiores como la memoria operativa y los procesos cognitivos, se incrementaba la actividad cuanto más cerca se encontraran los taxistas de su objetivo.

Sin embargo, todavía no está claro cómo el cerebro sabe qué camino debemos seguir para llegar a nuestro destino, y ésta es una cuestión que Spiers pretende resolver en una próxima investigación, también del Wellcome Trust Center.

Según Spiers, dentro del himpocampo y en las áreas cercanas a éste, los científicos habían identificiado tres tipos de células que conformarían el sistema de navegación. Se trata de unas células denominadas “place cells” (que tienen la particularidad de disparar sus impulsos en determinadas localizaciones del espacio), las grid cells (que se activan fuertemente cuando nos encontramos en una localización específica dentro de un entorno) y las head direction cells, que son neuronas que se activan sólo cuando la cabeza apunta hacia una dirección específica.

Spiers explica que las place cells crean el mapa de nuestra localización, y nos señalan donde estamos cuando pasamos por un lugar específico. Hay cientos de miles de estas células en el cerebro, especializadas en los diversos lugares.

Las células “head direction” actuarían según el científico como una brújula, indicándonos hacia que lugar nos dirigimos. Finalmente, las grid cells, descubiertas en 2005 por el profesor Edvard Moser, de la Norwegian University of Science and Technology, nos indicarían la distancia que hemos recorrido mediante un patrón semejante al que se usa para medir la latitud y la longitud en la navegación.

Según Spiers, la naturaleza ha desarrollado herramientas similares a las que hemos usado durante milenios para orientarnos, pero en el interior de nuestras propias cabezas y para nuestra propia supervivencia.

Daños en el hipocampo

En esta investigación, Maguire y Spiers estudiaron el caso de un taxista cuyo hipocampo había resultado dañado como consecuencia de una infección vírica que le había ocasionado amnesia.

Este conductor, aunque siguió siendo capaz de conducir por las calles principales de la ciudad, era incapaz de orientarse por las calles pequeñas y sinuosas de la capital británica.

Este hecho estaría relacionado con un estudio anterior del Wellcome Trust Center for Neuroimaging, también dirigido por la profesora Maguire, en el que se estudió el cerebro de personas que habían sufrido daños en el hipocampo.

Entonces, los científicos demostraron que la amnesia ocasionada por daños en la región cerebral del hipocampo puede afectar también a la capacidad de imaginarse el futuro.

Los resultados de todas estas investigaciones sugieren que el hipocampo, que también se relaciona con la capacidad de memoria a largo plazo, tiene una función más amplia de lo que hasta ahora se creía, tal y como explicamos en su momento en Tendencias21.