Abrimos los ojos y vemos el mundo, pero nuestra habilidad para registrar espacialmente la tríada “yo”, “los otros” y el “ambiente” está lejos de limitarse al sentido de la vista. Involucra, en cambio, una intensa actividad en un área central del cerebro, el hipocampo, donde se activan unas neuronas llamadas “células de lugar”, o place cells. En un aporte de ciencia básica valioso para el futuro de las enfermedades neurodegenerativas, un investigador del Instituto Leloir-Conicet en colaboración con científicos chinos, desentrañó aspectos que aclaran cómo se despliegan los mecanismos cerebrales que permiten representar el espacio.
Publicado a comienzos de mayo en la revista Nature, el trabajo en cuestión se tituló “Representación multiplexada de otros en el subcampo CA1 del hipocampo de ratones hembra”. Los autores ahondaron en una materia que se intenta desentrañar desde los años 70: cómo el cerebro construye o comprende (“representa”, técnicamente) la espacialidad en la que estamos sumidos.
Todo ocurre de forma automática y ni lo percibimos, pero resulta que no solo registramos el espacio a partir de nuestra posición en relación a los otros y al ambiente sino que, de manera involuntaria, tomamos (también) nota mental de la relación de los otros con el ambiente. Es una comprensión subjetiva de las situaciones que a la vez incluye una vista completa (superior, panorámica) de la escena. Todo a la vez.
En colaboración con científicos de la Universidad de Beijing trabajó Emilio Kropff, físico doctorado en neurociencia cognitiva, investigador del Conicet y jefe del Laboratorio de Fisiología y Algoritmos del Cerebro del Instituto Leloir. «Trabajé en el diseño experimental y dirigí el análisis de datos», contó.
Kropff arrancó la charla con Clarín hablando de fútbol: “Si estoy jugando, al arquero posiblemente lo represente respecto de su posición con el arco, principalmente, pero si quiero hacer un pase a un compañero, tengo que representarlo más que nada respecto de mí. Son dos formas de representación distintas que se tienen a la vez y que ayudan a tomar decisiones”.
Emilio Kropff, jefe del Laboratorio de Fisiología y Algoritmos del Cerebro, del Instituto Leloir-Conicet, es un estudioso de las neuronas del hipocampo.Pero, ¿no es obvio que mucho de lo que pasa a nuestro alrededor se registra desde nuestros zapatos, mientras que otra porción de lo que ocurre es percibida desde la posición de los demás? Para la neurociencia, explicó Kropff, no.
El gran impulso en este campo fue el Premio Nobel de 2014 John O’Keefe y recién en 2018 se empezó a tener mayor precisión sobre los modos en que las neuronas del hipocampo configuran mapas espaciales específicos.
Imagínelo así: en cada paso que damos se enciende tal o cual neurona, pero no hay un patrón por el que siempre se encienda primero tal neurona; luego, tal otra, y así.
Y es aún más difícil. Porque, volviendo a los registros “subjetivo” y “panorámico” que tenemos de todas las situaciones, ni siquiera se “disparan” las mismas neuronas en cada uno de esos tipos de representaciones. Cada una enciende (Kropff dice “dispara”) su propio mapa de neuronas.
Las preguntas son un millón. ¿Cómo sabemos dónde está el otro cuando giramos la cabeza y dejamos de verlo? ¿Cómo hacemos para calcular una ruta a cierto destino, si quien nos indica cómo llegar lanza “es al lado de la iglesia tal”, en lugar de guiarnos con el paso a paso (primero hacé esto; luego, aquello)? ¿Y si la ruta está congestionada? ¿Cómo logramos diseñar un plan b?
El registro de la espacialidad es una habilidad enorme que explotamos a cada instante. Una habilidad que podría parecer obvia y natural. Salvo cuando falla.
Las memorias y el espacio, una cuestión del hipocampo
Todo esto ocurre en una estructura cerebral clave, el hipocampo, mucho más popular en su participación como «arca» de memorias inconscientes que por su rol en la espacialidad.
Según repasó Kropff, “el hipocampo está invucrado en muchas enfermedades neurodegenerativas. La más representativa es el Alzheimer porque ataca al hipocampo antes que el resto del cerebro. De hecho, los dos primeros síntomas usuales ligados a la enfermedad son la pérdida memoria y las dificultades para orientarse”.
Hasta acá se dijo varias veces la palabra “representar”. «En una situación determinada se activan eléctricamente ciertas neuronas del hipocampo. Justamente, una memoria es la posibilidad de recrear esa misma activación en el futuro. En lenguaje técnico, a esa activación se le dice ‘estar representando’”, aclaró el científico. Ahora bien, ¿cuáles son los hallazgos del paper?
Representaciones egocéntricas y alocéntricas en el cebrero
“Si cuando te doy una instrucción para ir a un lugar te digo el paso a paso, te estoy dando una instrucción egocéntrica, pero si te digo ‘está al lado de la iglesia‘, te estoy guiando alocéntricamente, como si te pudieras elevar y verte a vos mismo en el mapa, con otro punto de vista que no es el tuyo”, explicó Kropff, en alusión a esas representaciones que informalmente podríamos llamar “subjetiva” y “panorámica”.
Estos conceptos son clave para seguir las tres conclusiones a las que llegaron los investigadores, observando roedores en movimiento que debían imitar los movimientos de un tercero.
La primera fue que los dos tipos de representación ocurren en el hipocampo, “algo que no se había dicho hasta ahora”. Y todo ocurre de un modo muy particular: “Yo no represento al otro de una única manera sino desde puntos de vista muy distintos, como si fuera un cuadro cubista”.
Neuronas del hipocampo tomadas por el Laboratorio de Fisiología y Algoritmos del Cerebro, del Instituto Leloir-Conicet.En segundo lugar, encontraron que, si bien conviven distintos puntos de vista en esta suerte de «aprehensión» de la espacialidad, “la que más presente está es la egocéntrica. Se vieron más neuronas trabajando en ese tipo de representación”.
Ahora bien, aunque el vector social egocéntrico tiene más peso para, por ejemplo, medir dónde está el otro respecto de uno, ese vector social “deja de disparar si uno gira la cabeza. El que sigue disparando, en ese momento, es el vector social alocéntrico”. Es decir, los puntos de vista simultáneos que no son egocéntricos.
La tercera cuestión es muy relevante, pensando en al futuro de estas investigaciones: “Encontramos que si entrenás a un ratón para que persiga a otro y le das una recompensa cuando lo logra, las representaciones se vuelven cada vez más eficientes. Es algo que se puede testear de muchas maneras y siempre es claro cómo deja de haber cierto ‘ruido’ en la actividad neuronal. El ruido se aplaca y las neuronas se especializan”.
Dicho de otro modo, los investigaciones observaron una plasticidad en estas asociaciones de sinapsis neuronal. La plasticidad se traduce en mejores formas de representar al otro.
Todo esto conduce a un dato simpático para cerrar: “Estos trabajos están hechos con animales, pero hay un paper muy lindo que estudió a los taxistas de Londres. Es sabido que, para obtener la licencia, deben aprender el mapa urbano entero y pasar por complejas pruebas. ¿Qué se vio en el paper? Que en comparación a otras personas, los taxistas de Londres tenían un hipocampo más grande”.
PS