John O' Keefe, May-Britt Moser y Edvard Moser, ganadores del Nobel de Medicina

El Premio Nobel de Medicina y Fisiología ha sido otorgado este año por la Academia Sueca a John O' Keefe y a May-Britt Moser y Edvard I. Moser por su descubrimiento de las células que constituyen el sistema de posicionamiento espacial en el cerebro. El galardón ha sido repartido a partes iguales entre el neurocientífico O' Keefe, profesor del University College de Londres y cuyo trabajo tuvo lugar durante los años setenta, y los Moser, que en 2005 hallaron otro componente clave en el sistema de posicionamiento del cerebro.

Gracias al trabajo delos investigadores, somos capaces de entender el sistema por el cual el cerebro nos permite situarnosen el espacio, saber dónde estamos y dónde nos dirigimos, y de qué manera almacenamos dicha información en el cerebro para poder recordar el mismo camino en el futuro. Es lo que la Academia Sueca ha denominado el “GPS interno del cerebro” y que O’ Keefe y los Moser nos han permitido conocer.

El trabajo de los investigadores se remonta al año 1971, cuando O’ Keefe descubrió el primer componente del sistema de posicionamiento. Se trataba de un tipo de célula nerviosa en el hipocampo que se activaba siempre que una rata alcanzaba determinada posición en la estancia. Además, otra célula diferente se excitaba cuando el animal se desplazaba a otros lugares. O’ Keefe ató cabos y llegó a la conclusión de que estas “células de posicionamiento” formaban un mapa de la habitación.

Pasarían más de tres decenios hasta que May-Britt yEdvard encontraron un componente adicional de este sistema de posicionamiento, que llamaron las “células de red”. Estas permitían la generación de un sistema coordinado y permitía al animal posicionarse de manera precisa y encontrar caminos en determinada red. Además, posteriores investigaciones demostraron que estas células eran las que permitían el posicionamiento y la navegación.

Un problema milenario, por fin resuelto

Como recuerda la nota de prensa publicada por la Academia, los tres investigadores han conseguido resolver un problema que durante siglos preocupó tanto a filósofos como a científicos, y es de qué manera el cerebro es capaz de crear un mapa del espacio altamente complejo que nos rodea y cómo podemos movernos a través de este. Se trata de cuestiones fundamentales en nuestra existencia, puesto que son las que nos permiten posicionarnos en nuestro ambiente y estimar la duración temporal asociada al espacio por el que nos movemos.

Emmanuel Kant defendió a finales del siglo XVII que esta habilidad mental existía a priori, antes de la experiencia, como una propiedad innata de la mente humana. La ciencia del siglo XX ha permitido refrendar tal idea, como ocurrió con Edward Toldman que en los años 30 y en los 40 se erigió en el trabajo experimental con ratas en laberintos, y el primero en descubrir que incluso los animales eran capaces de trazar un mapa mental que les permitiese encontrar su camino.

A finales de los años sesenta, O’Keefe pudo demostrar que las células de posicionamiento no constituían simplemente una referencia visual, sino que configuraban un mapa del territorio en el hipocampo. Este era capaz de generar numerosos mapas, representados por la actividad colectiva de las células que se activaban en distintos espacios. El investigador criado en Nueva York llegó a la conclusión de que el recuerdo del espacio puede ser almacenado como la combinación específica de la actividad de las células de situación del hipocampo.

En el año 2005, May-Britt y Edvard Moser descubrieron con sorpresa un patrón inesperado en una parte del cerebro conocida como el córtex entorrinal. En dicho patrón, algunas células se activaban cuando la rata circulaba por diferentes zonas de una red hexagonal, y cada una de ellas se estimulaba en un único punto del espacio: como resultado, colectivamente, todas esas células constituían un sistema coordinado que permitía la navegación por el espacio y un sistema de posicionamiento comprehensivo. Recientes investigaciones han puesto de manifiesto que dichas redes también existen en los humanos y que estas son las primeras afectadas por el deterioro cognitivo. Esto explicaría por qué los enfermos de Alzhéimer sufren una desorientación espacial en las fases tempranas de la enfermedad.

La Academia señala que las investigaciones de los Moser y de O’ Keefe han propiciado “un cambio de paradigma en el entendimiento de cómo los conjuntos de células especializadas trabajan juntas para ejecutar funciones cognitivas más complejas”. Además, han permitido abrir un nuevo camino para entender otros procesos cognitivos como el pensamiento o la memorización.