La importancia de la actividad de la red cerebral para la orientación espacial

Las neuronas responsables de crear un mapa cognitivo del entorno requieren conexiones específicas entre ellas. Un estudio sobre este aspecto fundamental de la consciencia ha favorecido una mejor comprensión de cómo estas células se comunican con otros subtipos celulares y sus descubrimientos podrían tener implicaciones importantes para el tratamiento de la demencia y la epilepsia.

Salud

En el córtex entorrinal medial (CEM) del cerebro, unas neuronas denominadas células de red generan representaciones del espacio físico circundante, un proceso que es crucial para la memoria y la cognición. Es más, la información espacial codificada por las células de red requiere información adicional de otra estructura del cerebro, el septum medial (SM) para ser activada. Dado que se sabe muy poco sobre cómo las células del SM están conectadas con sus dianas en el CEM, el proyecto SEPTOENTOCIRCUITS (The influence of parvalbumin neurons from the medial septum and diagonal band complex on medial entorhinal cortex activity) empleó herramientas optogenéticas para estudiar esta conectividad. Estas conexiones se mapearon mediante el empleo de registros electrofisiológicos y técnicas optogenéticas, estas últimas utilizadas para activar las entradas sinápticas del SM en el CEM. Los investigadores evaluaron si las neuronas GABAérgicas del SM desempeñan un control temporal de la actividad de la red en el CEM mediante acciones sobre poblaciones neuronales específicas. Los resultados demostraron que los axones de las neuronas GABAérgicas del SM se proyectan de manera específica hacia las neuronas GABAérgicas del CEM. Es más, las proyecciones de las neuronas GABAérgicas alcanzaban interneuronas en todas las capas del CEM, mientras que la proyección glutamatérgica no era prevalente o específica. Mediante experimentos con animales en un entorno de realidad virtual, los investigadores estudiaron si la activación específica de neuronas parvalbúmina en el SM modificaba la actividad de la red en el CEM. A pesar de que el proyecto ha finalizado, el equipo sigue trabajando y está estudiando si la modulación de las proyecciones del MS afecta a la orientación de ratones en un entorno virtual. El trabajo de SEPTOENTOCIRCUITS ha mejorado significativamente la comprensión de cómo funciona un cerebro sano. Es más, un descubrimiento de gran relevancia es que la estimulación de las neuronas en el SM podría constituir un tratamiento potencial para la epilepsia, especialmente en aquellos casos en los que los ataques epilépticos se originan en la formación hipocampal, donde se localiza el CEM, y que actualmente no son tratables con fármacos. Los datos de SEPTOENTOCIRCUITS proporcionaron un mejor conocimiento general del sistema nervioso. Estos datos son muy útiles para su aplicación en simulaciones por ordenador de redes neuronales y, además, podrían ayudar al desarrollo de programas informáticos para mejorar la navegación asistida por ordenador. Los descubrimientos del proyecto han sido publicados en la revista científica Journal of Neuroscience.