Los descubridores de cómo se orienta el cerebro ganan el Nobel de Medicina
John O’Keefe y el matrimonio May-Britt Moser y Edvard Moser reciben el galardón por descubrir las neuronas que nos ayudan a "saber dónde estamos y a dónde 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 células que componen el sistema de posicionamiento en el cerebro humano.
El trabajo de los tres investigadores desvela las neuronas que nos ayudan a “saber dónde estamos y a dónde queremos ir”, según ha resumido hoy uno de los miembros del Comité que otorga cada año el premio. El neurocientífico británico-estadounidense O'Keefe recibe la mitad del premio y los noruegos May-Britt y Edvard Moser, marido y mujer, comparten la otra mitad del galardón. Se trata del quinto matrimonio que gana este prestigioso galardón.
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 Comité 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, descubrió en 1971 un tipo de células nerviosas que se activaban alternativamente cuando una rata estaba en uno u otro punto de un habitáculo. Se trataba de las primeras neuronas de posicionamiento que se observaban y se encargaban de hacer un "mapa de la habitación". Esas "células de lugar" se encontraban en el hipocampo, la región del cerebro que recibe su nombre por tener forma de caballito de mar. El hipocampo es una de las partes más internas, mejor conservadas y primitivas del cerebro, y tiene todo el sentido pues la orientación y el posicionamiento son esenciales para conocer el entorno y evitar acabar siendo devorado por un depredador.
"Conocí a O'Keefe en los setenta, cuando yo aún era un estudiante, y su teoría del hipocampo como mapa cognitivo no se la creía nadie", explica Juan Lerma, director del Instituto de Neurociencias de Alicante. "Es un auténtico pionero", reconoce, porque actualmente muchos neurocientíficos estudian esas neuronas de lugar, en parte porque las técnicas para estudiarlas son "mucho más fáciles que hace treinta años", añade. Gracias a microelectrodos, "unas finísimas agujas que llevan circuitos impresos", se puede medir la actividad de cientos de neuronas en el hipocampo y desentrañar ese mapa cognitivo del que hablaba en los setenta.
En 2005 el trabajo de O'Keefe se vio reivindicado cuando el matrimonio Moser descubrió un nuevo componente del GPS cerebral. Se trataba de las "células de red", un sistema interconectado de neuronas que determinan la posición y nos ayudan a encontrar un camino determinado. Edvard y May-Britt Moser, que actualmente trabajan en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología, también mostraron cómo las células de lugar descritas por O'Keefe y las de red se compenetran para determinar la posición y ayudar al individuo a orientarse.
"En los años setenta la teoría del hipocampo como mapa cognitivo no se la creía nadie"
Los hallazgos de estos tres investigadores, han dicho los responsables del premio, han ayudado a responder una pregunta que obsesionó a filósofos y científicos durante siglos: ¿cómo el cerebro crea un mapa del espacio que nos rodea y cómo nos ayuda a movernos por un entorno complejo?
Los hallazgos de los tres nobeles se hicieron en animales, pero más recientemente también se han descubierto pruebas de que hay un sistema similar en el cerebro humano. Gracias a las nuevas técnicas de imagen cerebral y también al estudiar pacientes que necesitaban cirugía en el encéfalo se ha demostrado que nuestro cerebro también tiene esas células de lugar y de red que componen el GPS interno. Las células 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 alzhéimer esas dos áreas del encéfalo sufren daños y por eso los pacientes tienen problemas para orientarse y llegan a perderse. El estudio de estas redes cerebrales, dice el Comité, puede ayudar ahora a explicar cómo esta enfermedad causa una "devastadora pérdida de memoria".
El descubrimiento del posicionamiento en el cerebro supone "un cambio de paradigma" para entender cómo un grupo de células especializadas se encargan de tareas cognitivas complejas y "abre una vía" para entender la memoria, el pensamiento y nuestra capacidad de planear, ha añadido el Comité.
El momento que vale un Nobel
Trabajar en el laboratorio hasta altas horas de la madrugada, estudiando las señales 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 Fisiología 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 describió la existencia de “células de lugar” que dicen a nuestro cerebro dónde nos encontramos; el segundo identificó las “células de red” que proporcionan la métrica espacial según nos desplazamos en nuestro entorno. En los años 70 John O’Keefe insertó diminutos electrodos en una región cerebral llamada “hipocampo” en animales de laboratorio mientras realizaban tareas de aprendizaje. Encontró que las neuronas disparaban en posiciones específicas del entorno a medida que éste lo exploraba. Recientemente, el matrimonio Moser colocó electrodos similares en una región contigua del cerebro llamada “corteza entorrinal” y encontraron células que disparaban periódicamente, definiendo un patrón en forma de red similar a la cuadrícula de un mapa. Las últimas investigaciones han revelado que ambos tipos celulares trabajan juntos en un sistema de GPS cerebral.
Nosotros conocemos bien a los tres científicos premiados. Son apasionados en su trabajo y prestan exquisita atención a los detalles. Los ganadores del Premio Nobel, rodeados por numerosos jóvenes científicos en sus laboratorios de investigación básica, comparten esta pasión con la que están abriendo nuevas y excitantes vías de investigación. Un reciente descubrimiento demuestra que este sistema GPS sirve también para anclar nuevas memorias, ayudándonos a recordar dónde y cuándo suceden las cosas a lo largo de nuestra vida. Es precisamente este tipo de memoria el que falla en las primeras etapas del Alzheimer – enfermedad que comienza en la corteza entorrinal donde se encuentran las “células de red”. Como en tantas otras ocasiones donde la investigación básica precede a las aplicaciones clínicas, estos estudios contribuirán indudablemente a la comprensión de la patología cerebral.
Richard Morris es profesor de neurociencia de la Universidad de Edimburgo.
Santiago Canals es neurocientífico del Instituto de Neurociencias de Alicante
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