Nobel Medicina 2014: O’Keefe y los Moser por el “GPS” neuronal

Dibujo20141006 nobel prize medicine 2014 - awardees photographs

“El neurocientífico John O’Keefe y el matrimonio de May Britt Moser y Edvar I. Moser han sido galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2014 ‘por sus descubrimientos de células que constituyen un sistema de posicionamiento en el cerebro’ y nos permiten orientarnos.”

Las neuronas de posición (place cells) en el hipocampo y las céulas de malla (grid cells) en la corteza entorrinal medial (MEC) fueron descubiertas en ratas y se han observado en otros mamíferos. En humanos todavía no sabemos si existen, aunque la mayoría de los neurocientíficos así lo creen (sólo hay indicios indirectos de su existencia). Podrían tener aplicaciones biomédicas a largo plazo.

Más información, por ejemplo, en Antonio Matínez Ron, “Nobel de Medicina para los descubridores de nuestro ‘GPS’ interno,” Next, Vozpópuli, 06 Oct 2014. Anuncio del premio, nota de prensa e información avanzada.

Recomiendo leer a Tom Hartley, “Place Cells,” ThermalToy, 30 Sep 2011; “Grid Cells,” ThermalToy, 04 Oct 2011; Kate Jeffery, “Navigation Networks in the Brain,” Navigation News, Oct 2014 [PDF]; “Brain positioning system wins medicine Nobel,” Nature News Blog, 06 Oct 2014.

Dibujo20141006  Place cell in the hippocampus - grid cell in the medial entorhinal cortex - annu rev neurosci

¿Cómo percibimos el espacio en el que vivimos y dónde estamos en dicho espacio? Hace 43 años John O’Keefe y Johnathan O. Dostrovsky (1971) descubrieron las llamadas “células de posición” o “células de lugar” (place cells) en el hipocampo de la rata. Las sinapsis de estas neuronas se disparan cuando la rata está en un lugar determinado; en la parte izquierda en la figura los puntos rojos son disparos de una neurona y la curva negra es la trayectoria de la rata en un recinto cuadrado. Estos trabajos confirmaron las ideas de Edward C. Tolman (1948) sobre los llamados “mapas cognitivos” en el encéfalo que representaban las relaciones espaciales en el entorno, que fueron confirmados por la existencia de las “células de malla” o “células de red” (grid cells); en la parte derecha de la figura los grupos de puntos rojos representan la activación de diferentes “células de malla” conforme la rata se mueve por un recinto cuadrado siguiente la trayectoria indicada por la línea contnua.

Dibujo20141006 place cell - grid cell - rat - nobel prize org

Hace 15 años se inició la búsqueda de la parte del encéfalo conectada con el hipocampo que representa estos mapas (que todo el mundo esperaba que se encontrara muy cerca del hipocampo). El grupo de investigación del matrimonio Moser (2005) descubrió las “células de malla”, neuronas en las capas II y III de la corteza entorrinal medial (MEC). La activación de estas neuronas representa la posición, la orientación y el desplazamiento relativo en el entorno. Para sorpresa de muchos neurocientíficos, el mapa cognitivo no es continuo, sino que parece discreto, formado por puntos de interés situados en una especie de malla o red de puntos bien separados, cual si se tratara de los vértices de una triangulación del espacio.

Dibujo20141006 Different models of grid field formation - 3 snapshots activity MEC network - annu rev neurosci

La neuronas de la corteza entorrinal no sólo se organizan de forma espacial sino también espaciotemporal. Su actividad en el tiempo permite determinar la trayectoria que la rata sigue en el recinto en el que se mueve. Recomiendo la siguiente charla TED (activa los subtítulos en español con CC) a los interesados en más detalles divulgativos.

Los interesados en más detalles técnicos pueden consultar la información avazada “Scientific Background. The Brain’s Navigational Place and Grid Cell System,” Nobel Prize Org, 06 Oct 2014 [PDF]. Hoy he tuiteado los dos artículos de revisión que me he leído: Edvard I. Moser, Emilio Kropff, May-Britt Moser, “Place Cells, Grid Cells, and the Brain’s Spatial Representation System,” Annual Review of Neuroscience 31: 69-89, 2008; y Edvard I. Moser, Yasser Roudi, Menno P. Witter, Clifford Kentros, Tobias Bonhoeffer, May-Britt Moser ,”Grid cells and cortical representation,” Nature Reviews Neuroscience 15: 466-481, 11 Jun 2014.

Dibujo20141008 sense of place - nature-graphic - brain-neurology

Recomiendo leer Alison Abbott, “Neuroscience: Brains of Norway. Nobel prizewinners May-Britt Moser and Edvard Moser have spent a career together near the Arctic Circle exploring how our brains know where we are,” Nature News, 06 Oct 2014.


1 Comentario

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JavierJavier

¿Se hicieron experimentos con ratas ciegas? ¿Cómo sería el mapa cognitivo en éste caso, si no hay estimulación por fotones?

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