Un importante hallazgo realizó un grupo de científicos en el área de la neurofisiología cognitiva vinculada a la orientación espacial.

El descubrimiento podría tener a futuro relevantes implicancias en la medicina, dado que el estudio da luces sobre cómo funciona el cerebro durante el aprendizaje de una tarea compleja.

Así lo advierte el bioquímico y doctor en Neurociencia, Ignacio Negrón, investigador del Instituto de Fisiología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Valparaíso y autor principal de la investigación realizada en el Laboratorio de Neurofisiología Cognitiva en colaboración con el doctor Marco Fuenzalida, ambos académicos del Programa de Magister en Neurociencia UV (www.magisterneurociencia.cl).

El cerebro puede orientarse en el espacio y decidir de qué modo nos moveremos. Es como si tuviésemos un GPS interno, que nos orienta a tomar las decisiones de posicionamiento y desplazamiento más eficientes.

Lo novedoso

Esa capacidad de percibir el entorno y poder realizar el trayecto hacia nuestro hogar en forma casi automática es adquirida y se va perfeccionando con la práctica.

"Esta habilidad, llamada navegación espacial, es aprendida a medida que el sujeto recorre su medioambiente. Mientras más lo recorre, más conoce su ambiente y más eficiente es el camino a ese lugar relevante", afirma el doctor Negrón.

En el año 2014, al profesor estadounidense John O'keefe junto al matrimonio de neurocientíficos noruegos compuesto por May-Britt Moser y Edvard Moser se le otorgó el premio Nobel de Medicina por descubrir que una región del cerebro, llamada hipocampo, almacena el mapa del medioambiente que recorre el sujeto.

En este contexto la investigación del equipo de Ignacio Negrón viene a complementar el estudio llevado a cabo por los ganadores del Nobel.

"Sin embargo, creemos que el mapa solo no basta, es necesario saber utilizarlo y saber tomar decisiones respecto a ese mapa", acota el investigador.

Siguiendo las palabras del doctor Negrón, la región cerebral involucrada en la toma de decisiones correctas, y en general en la manipulación eficiente de la información almacenada, se denomina corteza prefrontal y, hasta ahora, su rol en el aprendizaje de la ruta más corta no había sido estudiada.

"Por lo tanto, nosotros quisimos ir más allá, y nos propusimos evaluar si el hipocampo se comunica con la corteza prefrontal a medida que se aprende el camino más corto", plantea.

En el trabajo realizado en el Instituto de Fisiología de la UV, en colaboración con otros investigadores, encontraron que la comunicación entre estas dos áreas va aumentando paulatinamente a medida que el sujeto aprende la ruta más corta, siendo mínima cuando el animal recorre por primera vez el ambiente, y llegando al máximo cuando el sujeto ya aprendió la ruta más corta.

"Lo más relevante que encontramos es que solo cuando el modelo experimental ejecuta la ruta más corta -y por lo tanto cuando ya aprendió-, las neuronas de la corteza prefrontal codifican la decisión de entrar a la meta final".

El trabajo muestra que a medida que el sujeto aprende, las áreas cerebrales involucradas se van comunicando más eficientemente, actuando finalmente como una sola.

"Además, esta memoria de la ruta más corta queda almacenada en la corteza prefrontal, el área relacionada con la toma de decisiones correctas", asegura.

Implicancias médicas

Tal como lo hace notar el doctor Negrón, este descubrimiento explica cómo funciona el cerebro durante el aprendizaje de una tarea que presenta cierta complejidad, como por ejemplo el camino más corto a un lugar. Por lo tanto, este hallazgo se puede extrapolar a otras tareas que requieran un proceso paulatino de aprendizaje, como por ejemplo aprender matemáticas o conducir un automóvil.

"El entendimiento de los procesos neurales de la navegación espacial también nos da pistas importantes respecto al Alzheimer. Se ha visto que una de las más importantes manifestaciones de la enfermedad es la desorientación, de hecho los pacientes se pierden cuando salen de su casa, porque no pueden recordar el camino de regreso. Por lo tanto, conocer el funcionamiento de dichos procesos, en el futuro, nos podrá permitir eventualmente encontrar tratamientos que, por ejemplo, retrasen o reviertan esta condición".

El científico recomienda cultivar actividades que sean cognitivamente demandantes, ya que es un protector contra enfermedades neurodegenerativas. "Se sabe que las personas que son menos propensas a sufrir esta enfermedad tienen una carga cognitiva mayor. Por ejemplo, aquellos que tocan instrumentos musicales o quienes aprenden a hablar un segundo idioma o los que realizan trabajos de mayor dificultad intelectual, todos ellos estarán más protegidos. En consecuencia, mientras más lo ocupemos, el cerebro se hace más saludable. El cultivar actividades que sean cognitivamente demandantes ayuda bastante".

Próximos pasos

El investigador sostiene que la próxima etapa, en la cual ya está trabajando, apunta a intentar aumentar la comunicación entre el hipocampo y la corteza prefrontal para un aprendizaje más rápido y eficiente mediante una revolucionaria técnica de última generación llamada optogenética.

"La optogenética recién se está comenzando a utilizar en Chile y permite controlar la actividad cerebral mediante estimulación con láser. Así, podremos controlar específicamente cómo, cuándo y qué zonas cerebrales activar para mejorar el aprendizaje. Esto, obviamente, tiene repercusiones directas en la medicina y abre nuevas perspectivas para aprendizajes más efectivos y significativos".

La investigación, que es parte del proyecto Fondecyt que desarrolla el doctor Negrón en la Facultad de Ciencias UV, fue publicada en la última edición de la revista "Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America", más conocida como PNAS.

El Centro de Neurobiología y Plasticidad Cerebral (CNPC) de la Universidad de Valparaíso desarrolla líneas de investigación con enfoque multidisciplinario. El equipo realiza estudios para entender la biología de patologías neuropsiquiátricas (esquizofrenia, adicción, estrés, ansiedad y trastorno obsesivo compulsivo) y neurodegenerativas (epilepsia y alzheimer), adjudicándose proyectos.

http://www.neurobiologia.cl/

Los desafíos cognitivos hacen al cerebro más saludable

PNAS

Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América (PNAS) es la revista científica oficial de la Academia Nacional de Ciencias de ese país y destaca por su alto factor de impacto. Su amplia cobertura abarca las ciencias biológicas, físicas y sociales.

http://www.pnas.org/

Doctor Ignacio Negrón, investigador del Instituto de Fisiología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Valparaíso.

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