Tendencias21

El cerebro tiene un velocímetro

Un equipo de investigadores del Centro Alemán para Enfermedades Neurodegenerativas (DZNE) y de la Universidad de Bonn ha identificado un conjunto de células nerviosas del cerebro que son las que dan la señal de inicio de movimiento, y también información relacionada con la velocidad. Aunque el hallazgo ha sido realizado en ratones, tendría implicaciones también para los humanos y ayudaría a comprender los trastornos motores que causa la enfermedad del Parkinson.

El cerebro tiene un velocímetro

Un equipo de investigadores del Centro Alemán para Enfermedades Neurodegenerativas (DZNE) y de la Universidad de Bonn ha identificado unos circuitos neuronales en cerebros de los ratones fundamentales para el movimiento y la navegación por el espacio.
Estas células nerviosas, que se supone existen de manera similar en los seres humanos, se ocupan de dar la señal de inicio para la locomoción y también suministran al cerebro información relacionada con la velocidad.

Los hallazgos arrojan nueva luz sobre el funcionamiento de la memoria espacial, y además podrían ayudar a mejorar nuestra comprensión sobre los síntomas motores asociados a la enfermedad de Parkinson, informa el DZNE en un comunicado.

El cerebro acelera con el cuerpo

En un ambiente que nos es familiar, nuestros movimientos tienen un propósito. Por ejemplo, si dejamos nuestra mesa de oficina para ir a tomar un café, seguiremos una ruta predefinida almacenada en nuestra memoria.

Para hacer esto, nuestro cerebro tiene que procesar diferentes impresiones sensoriales rápidamente. Esto sucede siempre que nos movemos en un espacio.

Curiosamente, cuando aumentamos la velocidad durante nuestro recorrido, la velocidad de procesamiento de datos espaciales en el cerebro también aumenta, afirman los investigadores alemanes.

Así, cuanto más rápido nos movemos, menos tiempo tiene el cerebro para registrar las señales del entorno y para asociar estas señales con nuestro mapa espacial memorizado. Por consiguiente, nuestra percepción tiene que seguir el ritmo de la velocidad de movimiento, de manera que recordemos el camino correcto a seguir. 

Fluctuaciones rítmicas

Hace tiempo que se sabe que el hipocampo -la parte del cerebro que controla la memoria, particularmente la memoria espacial- se ajusta a la velocidad de nuestra locomoción. «La actividad eléctrica del hipocampo se somete a fluctuaciones rítmicas. Cuanto más rápido nos movemos, más rápidamente se activan ciertas células nerviosas», explica el neurólogo Stefan Remy , uno de los autores de este trabajo.

«Este aumento de la tasa de activación sensibiliza al cerebro. De esta forma, se vuelve más receptivo a las impresiones sensoriales cambiantes que tienen que ser procesadas ​​a medida que nos movemos”.

Pero, ¿cómo sabe el cerebro la velocidad de nuestros movimientos? Hasta ahora, no había respuesta para esta pregunta. Pero Remy y sus colaboradores han logrado descifrar el mecanismo subyacente.

Para conseguirlo, estimularon áreas específicas del cerebro de los ratones, y registraron la actividad cerebral subsiguiente y la locomoción de los animales. «Hemos identificado los circuitos neuronales que enlazan la memoria espacial a la velocidad del movimiento. Esta interacción es una base importante para la memoria espacial en funcionamiento», dice Remy. «Suponemos que los seres humanos tienen células nerviosas similares, dado que el cerebro de los ratones y de los seres humanos tienen una estructura muy similar en estas regiones».

Grupo de células pequeñas

Las células en cuestión se encuentran en el «tabique medial», una parte del cerebro conectada directamente con el hipocampo. Estas células constituyen un grupo relativamente pequeño, de unos pocos miles.

Su papel es, según Remy, reunir información de los sistemas sensoriales y del aparato locomotor, determinar la velocidad de movimiento y transmitir esa información al hipocampo. De esta manera, sintonizan los sistemas espaciales de la memoria para el procesamiento optimizado de los estímulos sensoriales durante la locomoción.

Pero estos circuitos celulares tienen aún más funciones. «Hemos encontrado que también dan la señal de inicio para el movimiento, y controlan activamente la velocidad. Hasta ahora, esta función de control se había atribuido casi exclusivamente a la corteza cerebral motora», explica el investigador.

Relación con el Parkinson

Estas células nerviosas recién descubiertas están vinculadas, por otra parte, con las áreas del cerebro que resultan afectadas cuando se padece la enfermedad de Parkinson (en seres humanos), a su vez está asociada con trastornos de la motricidad y con la demencia.

«En este sentido, nuestros resultados tienen el potencial de proporcionar nuevos conocimientos sobre cómo los sistemas de memoria y la ejecución de los movimientos se ven afectadas por la enfermedad de Parkinson», concluye Remy.

Cerebro adelantado al tiempo

Otro curioso descubrimiento sobre cerebro y movimiento fue el realizado hace unos años por investigadores del Caltech (EEUU). Estos hallaron que nuestro cerebro se adelanta un instante a lo que percibimos para reaccionar en consecuencia, es decir, que nuestras reacciones motoras ante lo que nos rodea se producen antes de que nuestros sentidos nos sitúen en nuestro entorno. Este “adelanto” neuronal en el tiempo, nos permite reaccionar con mayor rapidez y control.

Además, en aquella ocasión, los científicos consiguieron localizar el área del cerebro en que se produce esta predicción: la corteza parietal posterior, que es la parte de la corteza motora del cerebro que se ocupa de transformar la información visual en instrucciones motoras.

Referencia bibliográfica:

Falko Fuhrmann, Daniel Justus, Liudmila Sosulina, Hiroshi Kaneko, Tatjana Beutel, Detlef Friedrichs, Susanne Schoch, Martin Karl Schwarz, Martin Fuhrmann, Stefan Remy. Locomotion, Theta Oscillations, and the Speed-Correlated Firing of Hippocampal Neurons Are Controlled by a Medial Septal Glutamatergic Circuit. Neuron (2015). DOI: 10.1016/j.neuron.2015.05.001.
 

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una sola molécula podría revertir el envejecimiento en los músculos y el cerebro 1 julio, 2024
    Un nuevo estudio en ratones y células humanas sugiere que una molécula especialmente seleccionada por los investigadores puede ayudar a revertir los signos del envejecimiento en los músculos y el cerebro, al extender los telómeros y modular genes de vital importancia. En concreto, la molécula inyecta dinamismo a una proteína denominada TERT, que es un engranaje […]
    Pablo Javier Piacente
  • El Telescopio Web detecta extrañas formas brillantes sobre Júpiter 1 julio, 2024
    En lo alto de la atmósfera de Júpiter, específicamente en la ionosfera, los astrónomos han identificado con la ayuda del Telescopio Espacial James Webb (JWST), nuevas características extrañas y brillantes. Se ubican en la región situada encima de la tempestuosa Gran Mancha Roja, y serían un reflejo de las potentes tormentas que se desatan en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Fabrizio Gagliardi: la IA Generativa está provocando un giro copernicano en cómo hacemos ciencia 1 julio, 2024
    La comunidad científica se ha unido en un consorcio para alumbrar la IA de la ciencia, cuyo lanzamiento europeo tuvo lugar recientemente en Barcelona. Fabrizio Gagliardi, representante del BSC-CNS en ese consorcio, advierte que Europa está lejos de alcanzar el nivel de desarrollo de la IA Generativa que vemos en Estados Unidos.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Una revolucionaria mano biónica se fusiona directamente con el cuerpo humano 30 junio, 2024
    Una nueva mano biónica desarrollada por un grupo de investigadores se basa en una tecnología revolucionaria, capaz de conectar directamente la prótesis robótica a los huesos, músculos y nervios del usuario. Esto permite crear una interfaz humano-máquina, que facilita a la Inteligencia Artificial (IA) la traducción de señales cerebrales en movimientos simples pero precisos.
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 29 junio, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Las hormigas invasoras hacen autostop para encontrar un nuevo hogar 28 junio, 2024
    Se sabe que los insectos son especialistas en utilizar todo tipo de formas de transporte para atravesar amplias distancias, pero un nuevo estudio ha revelado que las hormigas también dominan el autostop: estos insectos sociales recogen a toda la familia, incluida su reina, y se suben al primer vehículo que encuentran para emprender un viaje […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los recuerdos imborrables se adhieren a algunas neuronas 28 junio, 2024
    Los científicos han descubierto una explicación biológica para los recuerdos a largo plazo, esos que acompañan a una persona prácticamente durante toda la vida. Revelaron que una molécula, KIBRA, sirve como “pegamento” para otras moléculas, consolidando así la formación de la memoria al activar y mantener una etiqueta sináptica persistente, que queda adherida a un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren un boquete de seguridad que afecta a todos los dispositivos y conexiones a Internet 28 junio, 2024
    Una vulnerabilidad de seguridad, que afecta a todas las conexiones y dispositivos de Internet, puede eludir firewalls, VPN y otras herramientas de seguridad y permite espiar a cualquier persona, sin necesidad de código malicioso o acceso al dispositivo. No existe una manera fácil de solucionar este problema de seguridad.
    Redacción T21
  • Crean bebés digitales para mejorar la atención sanitaria 27 junio, 2024
    Un equipo de investigadores desarrolló modelos informáticos que simulan los procesos metabólicos únicos de cada bebé: los “gemelos digitales” pueden ayudar a comprender mejor las enfermedades metabólicas raras y otros desafíos que enfrentan los bebés humanos durante los primeros 6 meses de vida, que son críticos para su crecimiento posterior.
    Pablo Javier Piacente
  • La similitud de los vientos espaciales con los de la Tierra 27 junio, 2024
    Los científicos han descubierto corrientes en el espacio que reflejan de manera inquietante los vientos que giran cerca de la superficie de la Tierra, lo que sugiere fuerzas ocultas que los conectan. Este nuevo conocimiento podría proporcionarnos una mejor comprensión de los sistemas ambientales que circulan alrededor del globo y mejorar los pronósticos meteorológicos espaciales […]
    Pablo Javier Piacente