Los descubridores de c¨®mo se orienta el cerebro ganan el Nobel de Medicina
John O¡¯Keefe y el matrimonio May-Britt Moser y Edvard Moser reciben el galard¨®n por descubrir las neuronas que nos ayudan a "saber d¨®nde estamos y a d¨®nde queremos ir"
Los investigadores John O¡¯Keefe y el matrimonio May-Britt y Edvard Moser han recibido hoy el premio Nobel de Medicina por descubrir las c¨¦lulas que componen el sistema de posicionamiento en el cerebro humano.
El trabajo de los tres investigadores desvela las neuronas que nos ayudan a ¡°saber d¨®nde estamos y a d¨®nde queremos ir¡±, seg¨²n ha resumido hoy uno de los miembros del Comit¨¦ que otorga cada a?o el premio. El neurocient¨ªfico brit¨¢nico-estadounidense O'Keefe recibe la mitad del premio y los noruegos May-Britt y Edvard Moser, marido y mujer, comparten la otra mitad del galard¨®n. Se trata del quinto matrimonio que gana este prestigioso galard¨®n.
Los premiados han descubierto "nuestro GPS" interno dentro del cerebro y demostrado la estructura detallada a nivel celular que es la base de funciones cognitivas complejas, ha dicho el Comit¨¦ del Nobel en el comunicado de anuncio del Premio.
Los premiados han descubierto "nuestro GPS" interno dentro del cerebro
John O'Keefe, profesor de neurociencia en el University College de Londres, descubri¨® en 1971 un tipo de c¨¦lulas nerviosas que se activaban alternativamente cuando una rata estaba en uno u otro punto de un habit¨¢culo. Se trataba de las primeras neuronas de posicionamiento que se observaban y se encargaban de hacer un "mapa de la habitaci¨®n". Esas "c¨¦lulas de lugar" se encontraban en el hipocampo, la regi¨®n del cerebro que recibe su nombre por tener forma de caballito de mar. El hipocampo es una de las partes m¨¢s internas, mejor conservadas y primitivas del cerebro, y tiene todo el sentido pues la orientaci¨®n y el posicionamiento son esenciales para conocer el entorno y evitar acabar siendo devorado por un depredador.
"Conoc¨ª a O'Keefe en los setenta, cuando yo a¨²n era un estudiante, y su teor¨ªa del hipocampo como mapa cognitivo no se la cre¨ªa nadie", explica Juan Lerma, director del Instituto de Neurociencias de Alicante. "Es un aut¨¦ntico pionero", reconoce, porque actualmente muchos neurocient¨ªficos estudian esas neuronas de lugar, en parte porque las t¨¦cnicas para estudiarlas son "mucho m¨¢s f¨¢ciles que hace treinta a?os", a?ade. Gracias? a microelectrodos, "unas fin¨ªsimas agujas que llevan circuitos impresos", se puede medir la actividad de cientos de neuronas en el hipocampo y desentra?ar ese mapa cognitivo del que hablaba en los setenta.
En 2005 el trabajo de O'Keefe se vio reivindicado cuando el matrimonio Moser descubri¨® un nuevo componente del GPS cerebral. Se trataba de las "c¨¦lulas de red", un sistema interconectado de neuronas que determinan la posici¨®n y nos ayudan a encontrar un camino determinado. Edvard y May-Britt Moser, que actualmente? trabajan en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnolog¨ªa, tambi¨¦n mostraron c¨®mo las c¨¦lulas de lugar descritas por O'Keefe y las de red se compenetran para determinar la posici¨®n y ayudar al individuo a orientarse.
"En los a?os setenta la teor¨ªa del hipocampo como mapa cognitivo no se la cre¨ªa nadie"
Los hallazgos de estos tres investigadores, han dicho los responsables del premio, han ayudado a responder una pregunta que obsesion¨® a fil¨®sofos y cient¨ªficos durante siglos: ?c¨®mo el cerebro crea un mapa del espacio que nos rodea y c¨®mo nos ayuda a movernos por un entorno complejo?
Los hallazgos de los tres nobeles se hicieron en animales, pero m¨¢s recientemente tambi¨¦n se han descubierto pruebas de que hay un sistema similar en el cerebro humano. Gracias a las nuevas t¨¦cnicas de imagen cerebral y tambi¨¦n al estudiar pacientes que necesitaban cirug¨ªa en el enc¨¦falo se ha demostrado que nuestro cerebro tambi¨¦n tiene esas c¨¦lulas de lugar y de red que componen el GPS interno. Las c¨¦lulas de red descubiertas por los Moser se encuentran en otra zona del cerebro conocida como la corteza entorrinal y que se comunica con el hipocampo para que el sistema funcione correctamente. En los enfermos de alzh¨¦imer esas dos ¨¢reas del enc¨¦falo sufren da?os y por eso los pacientes tienen problemas para orientarse y llegan a perderse. El estudio de estas redes cerebrales, dice el Comit¨¦, puede ayudar ahora a explicar c¨®mo esta enfermedad causa una "devastadora p¨¦rdida de memoria".
El descubrimiento del posicionamiento en el cerebro supone "un cambio de paradigma" para entender c¨®mo un grupo de c¨¦lulas especializadas se encargan de tareas cognitivas complejas y "abre una v¨ªa" para entender la memoria, el pensamiento y nuestra capacidad de planear, ha a?adido el Comit¨¦.
El momento que vale un Nobel
Trabajar en el laboratorio hasta altas horas de la madrugada, estudiando las se?ales cerebrales y los patrones de disparo de las neuronas puede no sonar divertido, pero de vez en cuando los investigadores se topan con algo especial. El Premio Nobel de Fisiolog¨ªa o Medicina 2014 se ha otorgado al descubrimiento del sistema GPS del cerebro. Dos hallazgos clave fueron proporcionados por los premiados John O¡¯Keefe de Londres, May-Britt y Edvard Moser de Trondheim en Noruega. El primero de ellos describi¨® la existencia de ¡°c¨¦lulas de lugar¡± que dicen a nuestro cerebro d¨®nde nos encontramos; el segundo identific¨® las ¡°c¨¦lulas de red¡± que proporcionan la m¨¦trica espacial seg¨²n nos desplazamos en nuestro entorno. En los a?os 70 John O¡¯Keefe insert¨® diminutos electrodos en una regi¨®n cerebral llamada ¡°hipocampo¡± en animales de laboratorio mientras realizaban tareas de aprendizaje. Encontr¨® que las neuronas disparaban en posiciones espec¨ªficas del entorno a medida que ¨¦ste lo exploraba. Recientemente, el matrimonio Moser coloc¨® electrodos similares en una regi¨®n contigua del cerebro llamada ¡°corteza entorrinal¡± y encontraron c¨¦lulas que disparaban peri¨®dicamente, definiendo un patr¨®n en forma de red similar a la cuadr¨ªcula de un mapa. Las ¨²ltimas investigaciones han revelado que ambos tipos celulares trabajan juntos en un sistema de GPS cerebral.
Nosotros conocemos bien a los tres cient¨ªficos premiados. Son apasionados en su trabajo y prestan exquisita atenci¨®n a los detalles. Los ganadores del Premio Nobel, rodeados por numerosos j¨®venes cient¨ªficos en sus laboratorios de investigaci¨®n b¨¢sica, comparten esta pasi¨®n con la que est¨¢n abriendo nuevas y excitantes v¨ªas de investigaci¨®n. Un reciente descubrimiento demuestra que este sistema GPS sirve tambi¨¦n para anclar nuevas memorias, ayud¨¢ndonos a recordar d¨®nde y cu¨¢ndo suceden las cosas a lo largo de nuestra vida. Es precisamente este tipo de memoria el que falla en las primeras etapas del Alzheimer ¨C enfermedad que comienza en la corteza entorrinal donde se encuentran las ¡°c¨¦lulas de red¡±. Como en tantas otras ocasiones donde la investigaci¨®n b¨¢sica precede a las aplicaciones cl¨ªnicas, estos estudios contribuir¨¢n indudablemente a la comprensi¨®n de la patolog¨ªa cerebral.
Richard Morris es profesor de neurociencia de la Universidad de Edimburgo.
Santiago Canals es neurocient¨ªfico del Instituto de Neurociencias de Alicante
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