Las células GPS del cerebro mapean el tiempo y la distancia, no sólo la ubicación

Cuando las ratas corren en una cinta de correr, las células de la red actúan como relojes y odómetros

Las células especializadas que conforman el sistema GPS del cerebro han obtenido un agregado en la descripción de sus funciones. Además de mapear los lugares, estas células pueden realizar también un seguimiento de la distancia y el tiempo. El informe científico se publicó en noviembre en la revista Neuron.

Se cree que esas células especializadas, llamadas células de red, tienen un trabajo muy específico, dice el neurocientífico Loren Frank de la Universidad de California en San Francisco. Pero, él dice y el nuevo estudio dice, «no tan rápido, todos ustedes».


Una celda de la red dispara señales en momentos concretos como una rata corre en una cinta caminadora. La célula se comportó de manera similar cuando la rata corrió a velocidades lentas (azul), moderadas (marrón) y rápidas (verde). B. KRAUS ET AL / NEURON 2015

No se esperaba esta capacidad de las células para detectar el tiempo y la distancia. «Y yo creo que es importante», dice Frank. La creciente lista de tareas de las células en red muestra que el sistema de navegación del cerebro es sorprendentemente flexible.

El descubrimiento de las células de red, que se encuentran en una parte del cerebro llamada corteza entorrinal, fue reconocido con el Premio Nobel el año pasado. Estas células cerebrales disparan señales regulares cuando los animales se mueven por un espacio, formando parcialmente un mapa interno del entorno. El neurocientífico Howard Eichenbaum de la Universidad de Boston y sus colegas se preguntaban qué hacen esas células cuando un animal permanece en un lugar. Entrenando ratas para correr en una caminadora, los investigadores tuvieron una manera de estudiar las células de red mientras el tiempo y la distancia marchaban hacia adelante, pero la ubicación sigue siendo la misma.

Los investigadores encontraron que a diferencia de las «células de velocidad» recientemente descubiertas, estas celdas de red no cambian sus ritmos de disparo para ajustarse a los cambios en la velocidad de las ratas. En su lugar, estas células están atentas a la distancia o al tiempo, o a ambos.

La mayoría de estas células red dispararaon ráfagas de mensajes a distancias o tiempos en particular, como revelaron los electrodos implantados en el cerebro de las ratas. Durante un plazo de 16 segundos, por ejemplo, una célula de la red detectora del tiempo podría llegar a ser activa en el segundo 5, y luego otra vez en el segundo 10. Del mismo modo, una celda de red indicadora de la distancia podría disparar cada vez que la rata ha corrido 200 centímetros. Esas respuestas se mantuvieron igual, incluso cuando los científicos variaron la velocidad de la cinta de correr. Alrededor del 40 por ciento de las células de la red detecta tanto el tiempo como la distancia.

Esta ritmicidad recurrente tanto para el tiempo como para la distancia es un reflejo de la forma en que las células de la red mapean las ubicaciones. «No está claro por qué tienen este tipo de ciclo, pero en realidad es lo mismo las celdas de red harían en un espacio libre, donde se disparan cuando el animal pasa a través de una serie de lugares», dice Eichenbaum.

Cuando una rata está en una cinta de correr, las señales visuales y localizaciones en el espacio ya no importan, y las celdas de la cuadrícula cambian en consecuencia, dice Eichenbaum. «La parte más importante para los animales es lo lejos que corren y el tiempo que les toma, y eso parece ser lo que las células están siguiendo.»

 

 

Los resultados muestran cuán adaptable es el cerebro, dice Frank. «El punto más grande e importante es que el cerebro se reconfigura», dice. «Incluso estas cosas, que parecen que serían cristalinas y rígidas, pueden reconfigurarse o ser reapropiadas para otras cosas cuando esas otras cosas son importantes.»

Las células que componen el sistema de navegación están situados en áreas del cerebro conocidas por ser importantes para la memoria. Allí dentro, la navegación es un recuerdo, dice Eichenbaum. Las células que identifican la ubicación, el tiempo y la distancia «proporcionan un marco, un andamiaje sobre el que se colocan los recuerdos», dice.

Fuente: Science News. Aportado por Eduardo J. Carletti

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