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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Neuronas "aquí estoy yo"

Neuronas aquí yo vivo - Quilo de Ciencia - cienciaes.com

Algunas neuronas se activan al pasar por lugares determinados

La cuestión de cómo percibimos el espacio, cuál es la naturaleza del mismo, ha llenado muchas páginas de tratados de filosofía. La corriente filosófica del empirismo defendía que el conocimiento del espacio dependía exclusivamente de lo que nuestros sentidos nos permitían percibir. El gran filósofo alemán, Immanuel Kant, defendió, sin embargo, la postura opuesta. Kant, tras analizar con todo el poder de su razón lo que implicaba la percepción, concluyó que necesariamente algunas percepciones solo pueden ser correctamente interpretadas si poseemos ideas “a priori”, es decir, independientes de nuestros sentidos, que ayuden a organizar nuestras experiencias. En otras palabras, Kant concluyó, con razón, que nacemos equipados con algunas intuiciones e instintos, con herramientas conceptuales, que nos permiten percibir e interpretar el mundo correctamente. Una de esas intuiciones, argüía Kant, es el espacio, el cual, según dicho pensador, era un principio organizador innato de nuestra mente.

Ha habido que esperar más de un siglo para que la ciencia pudiera analizar si Kant estaba o no equivocado. Por lo que hoy hemos llegado a saber, Kant estaba en lo cierto, razón por la que algunos le han concedido el honor de considerarle el primer neurocientífico de la historia. Las investigaciones de las últimas cuatro décadas han puesto de manifiesto la presencia de un sistema neuronal pre-configurado para representar el espacio y para almacenar información relativa a nuestra posición espacial.

UN LUGAR, UNA NEURONA

El descubrimiento más importante en este aspecto fue el de las “neuronas lugar”, a principio de los años 70 del siglo pasado. Estas neuronas son un tipo particular de células cerebrales que se activan cuando un animal se encuentra en un determinado lugar, pero no en otro. Se descubrieron en experimentos de neurofisiología en los que, mediante electrodos colocados en el cerebro de ratas de laboratorio, se detectaba la actividad neuronal de las células de una región cerebral denominada hipocampo (llamada así por su forma similar a la de un caballito de mar, llamado también hipocampo). De este modo, se observó que determinadas neuronas se activaban cuando el animal se encontraba, por ejemplo, en una de las esquinas de su jaula rectangular, pero permanecían inactivas cuando se encontraba en medio de la misma o en cualquiera de las otras tres esquinas. Otras células diferentes, sin embargo, se activaban cuando el animal, en su movimiento, alcanzaba otro lugar de la jaula. De esta manera se comprobó que el hipocampo reconstruía un mapa neuronal de lugares concretos. La presencia de las neuronas lugar se ha comprobado también en el cerebro humano.

Otro importante descubrimiento sobre la manera en que el cerebro representa el espacio ha sido el de las “células rejilla”. Estas células, descubiertas en 2005, y localizadas en una región del córtex cerebral, se activan cuando el animal atraviesa determinados puntos de un espacio en el que se mueve libremente. El espacio por el que el animal se mueve es representado así como una especie de cuadrícula de actividad neuronal, con puntos en los que alguna neurona se activa con intensidad y puntos en los que ninguna neurona muestra actividad. Es como si el cerebro “dibujara” una cuadrícula dentro del espacio que necesita representar, mediante la actividad o el silencio de determinadas neuronas. A diferencia de lo que ocurre con las células lugar, que se activan en lugares concretos, como dijimos, la “cuadrícula” neuronal no depende de las características particulares del lugar por donde el animal se mueve, sino que aparece de manera genérica sea cual sea la forma del espacio en el que el animal se desenvuelva y las peculiaridades del mismo, incluidos los objetos que pueden encontrarse en su interior.

PIENSO, LUEGO ME MUEVO

Así pues, parece que nacemos con la capacidad neuronal de representar el espacio. Pero esta capacidad depende también de nuestros sentidos. Así, se ha descubierto que nuevas células lugar se activan tan solo minutos después de estar expuestos a un nuevo entorno. Es decir, cuando, por ejemplo, entramos por primera vez, supongamos que en un nuevo centro comercial, y nuestro sentido de la vista lo explora, a los pocos minutos algunas células de nuestro cerebro ya se han encargado de construir un mapa del lugar y se activarán cuando pasemos por determinados puntos del mismo, pero no por otros.

Descubrimientos más recientes han puesto de manifiesto otros tipos de neuronas encargadas de representar el espacio. Estas incluyen las “células frontera”, descubiertas en 2008, que se activan al llegar al límite del espacio en el que estemos, o las “células dirección” que se activan solo cuando el animal se mueve en una dirección concreta. Igualmente las células “visión espacial” se activan al percibir un determinado punto del espacio y parecen participar en la memoria episódica de “una vez estuve allí”.

Las nuevas técnicas de electrofisiología combinadas con la biología molecular están permitiendo realizar cada vez más sofisticados y sorprendentes descubrimientos relativos a la manera en que el cerebro nos permite movernos por el espacio. Esta función cerebral es la que algunos consideran como la principal razón de la aparición del sistema nervioso durante la evolución. Al fin y al cabo, solo los seres vivos que se mueven por largas distancias, los animales, pero no las plantas, poseen un órgano que se puede llamar cerebro. Comprender esta función se revela, pues, como algo fundamental sobre el conocimiento del sistema nervioso.

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