Un nuevo estudio publicado esta semana en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias refina nuestra comprensión de una habilidad humana: la capacidad de evaluar instantáneamente un nuevo entorno y orientarse gracias a las señales visuales.
Mientras que los humanos pueden mirar un paisaje complejo como una vista de montaña y orientarse casi de inmediato para navegar por sus múltiples regiones a largas distancias, otros mamíferos como los roedores se orientan en relación con las señales físicas, como acercarse y olfatear una pared que construyencon el tiempo
La forma en que los humanos navegan por su entorno y entienden su posición relativa incluye un mecanismo de escala dependiente del medio ambiente, un sistema de coordenadas adaptativo con diferencias con otros mamíferos, según el estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Texas en Austin.
"Nuestra investigación, basada en datos humanos, redefine las propiedades fundamentales del sistema de coordenadas interno", dijo Zoltan Nadasdy, autor principal del estudio y profesor asistente adjunto en el Departamento de Psicología de la universidad. Nadasdy también es investigador en EötvösUniversidad Loránd y el Instituto de Investigación Sarah Cannon en el Centro Médico St. David's.
"La disfunción en este sistema causa problemas de memoria y desorientación, como vemos en la enfermedad de Alzheimer y el deterioro relacionado con la edad. Por lo tanto, es vital que continuemos mejorando nuestra comprensión de esta parte del cerebro", dijo.
A través de una asociación con Seton Healthcare Family, los investigadores del Laboratorio de Electrofisiología y Estimulación del Cerebro Humano de UT Austin pudieron medir la actividad cerebral relevante de pacientes epilépticos cuyo procedimiento de diagnóstico requiere que tengan electrodos colocados en la corteza entorrinal del cerebro. Neuronassirven como el sistema de coordenadas internas para los humanos los cerebros de las personas con epilepsia funcionan normalmente cuando no sufren una convulsión.
Los pacientes realizaron una tarea de navegación virtual en una tableta en cuatro entornos diariamente durante siete u ocho días consecutivos. Al medir su actividad cerebral, los investigadores identificaron tres rasgos previamente desconocidos del sistema :
Los humanos reescalan su sistema de coordenadas internas de acuerdo con el tamaño de cada nuevo entorno. Esta flexibilidad difiere del mapa rígido de los roedores que tiene una escala de cuadrícula constante y permite a los humanos navegar por diversos lugares.
Al buscar señales de navegación en cualquier lugar dado, los humanos alinean automáticamente su brújula interna con las esquinas y la forma del espacio. Por el contrario, los roedores lo hacen en relación con las paredes del entorno a través de la exploración física.
La naturaleza del sistema de coordenadas difiere entre humanos y roedores: cartesiano y hexagonal, respectivamente.
Los hallazgos iluminan el tejido de la memoria humana y la navegación espacial, que son vulnerables a las enfermedades y al deterioro. Un conocimiento más profundo de estos mecanismos neuronales puede informar el desarrollo de técnicas para prolongar la salud de esta parte del cerebro y combatir enfermedades comoAlzheimer
El estudio se basa en investigaciones anteriores ganadoras del Premio Nobel que exploran la corteza entorrinal de los roedores. Debido a las diferencias descubiertas entre los sistemas de navegación humanos y de roedores, los investigadores enfatizan que generalizar los resultados de los estudios en animales puede proporcionar conjeturas inexactas.
Este estudio es uno de los pocos en humanos que informa sobre la actividad del comportamiento de las neuronas individuales, dijo György Buzsáki, un experto del Centro Médico de la Universidad de Nueva York que no participó en la investigación.
"No solo confirman un informe anterior, sino que amplían los hallazgos al mostrar que el tamaño de la representación neuronal por las células de la cuadrícula entorrinal se escala con el medio ambiente", dijo Buzsáki.
"Nuestra hipótesis desafía la definición de una escala espacial universal de ambiente predominante en los mamíferos inferiores, lo que puede abrir importantes vías de descubrimiento", dijo Robert Buchanan, otro autor principal del estudio y profesor asociado en la Facultad de Medicina de Dell.También es profesor asociado adjunto en el Departamento de Psicología de la universidad y jefe de neurocirugía en el Instituto Seton Brain and Spine.
"Ahora, podemos continuar explorando este componente clave de lo que significa ser humano: cómo pensamos sobre nuestro pasado y futuro, cómo imaginamos y planificamos", dijo Buchanan.
Al usar la realidad virtual, los investigadores también refinaron una nueva tecnología experimental para facilitar experiencias espaciales que no pueden reproducirse en un laboratorio. Los datos implican que los humanos pueden cambiar sin problemas entre la realidad y la realidad virtual, un hallazgo que puede aplicarseen otros estudios del cerebro.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Austin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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