Nuestra capacidad para navegar por el mundo y formar recuerdos episódicos se basa en una representación precisa del entorno que nos rodea. Este mapa cognitivo, que se cree que reside en el hipocampo del cerebro, nos brinda la flexibilidad que necesitamos para encontrar nuestroen lugares familiares y para almacenar los eventos que experimentamos en nuestra vida cotidiana.
Se cree que las celdas de lugar, dirección de la cabeza, límite y cuadrícula constituyen las unidades principales de este sistema de posicionamiento neural, el 'GPS' del cerebro. Las celdas de lugar identifican la ubicación actual, las celdas de dirección de la cabeza proporcionan información similar a la brújulasobre las direcciones, y las celdas fronterizas miden distancias desde puntos de referencia como las paredes del recinto en el que se encuentra el animal. Debido a su patrón de disparo periódico en entornos simétricos estándar como cuadrados y círculos, tradicionalmente se ha pensado que las celdas de cuadrícula representan el espaciosistema métrico del cerebro, o las coordenadas del sistema GPS, con células de lugar y borde que actúan para estabilizar la cuadrícula.
Un nuevo estudio, publicado hoy en ciencia explora las consecuencias de distorsionar la forma del recuadro que los encierra en estos mapas cognitivos del espacio. Los resultados detallan cómo nuestros mapas cognitivos se adaptan a entornos cambiados y arrojan luz sobre cómo se pueden conectar distintos tipos de neuronas para formar estos mapas.
Anteriormente, la autora principal Julija Krupic y sus colegas habían demostrado que los límites pueden influir en la simetría de las celdas de la cuadrícula, pero la forma en que lo hicieron no estaba clara. En el presente estudio, registraron desde una región de la formación del hipocampo llamada medialLa corteza entorrinal como ratas buscaban comida en ambientes con diferentes formas y bordes. Descubrieron que las celdas de la rejilla más cercanas a los muros cambiantes se desplazaban más que las más alejadas: el cambio de escala de la rejilla no era homogéneo.
Julija Krupic, profesora de la Universidad de Cambridge, dijo: "Este fue un hallazgo emocionante ya que abrió la posibilidad de que la pérdida del patrón simétrico en entornos polarizados podría significar que las celdas de la cuadrícula no proporcionan la métrica espacial para elmapa. Nos dimos cuenta de que aún podían hacerlo, sin embargo, solo si todos reaccionaban aproximadamente de la misma manera a los muros cambiantes. Examinamos esta posibilidad y resultó ser el caso ". Uno de los otros autores, Marius Bauza del SWC, utilizó un gran conjunto de datos de celdas de cuadrícula grabadas simultáneamente recolectadas utilizando una sonda Neuropixels de última generación y realizó el cálculo de decodificación para ver si un programa de computadora podía identificar con precisión la ubicación del animal sobre la base de los patrones de cuadrícula distorsionados:"Queríamos ver si el resto del cerebro aún podía usar estos patrones distorsionados y de hecho descubrimos que ese era el caso. No sabemos si realmente hace esto, pero ciertamente es posible".
Para dilucidar los mecanismos subyacentes a las interacciones entre las celdas de cuadrícula, de lugar y de borde, los investigadores también registraron las células de lugar en una región del hipocampo del cerebro llamada CA1, en algunos casos al mismo tiempo que las cuadrículas. Una idea populares que los campos de disparo de estas celdas de lugar se forman a partir de la interacción de varias celdas de la cuadrícula. Sin embargo, en el presente estudio, encontraron que, mientras que las celdas de lugar también experimentan un patrón similar de cambios en relación con la pared en movimiento, el tamaño deel cambio no se correlacionó significativamente con las celdas de la cuadrícula, lo que indica que si bien algunas celdas del lugar pueden estar interactuando con las celdas de la cuadrícula, otras no lo están y parece que también existe una relación más compleja que involucra celdas de borde.
El autor principal John O'Keefe comentó en conclusión que "todavía tenemos mucho que aprender sobre la forma en que las células espaciales de la formación del hipocampo representan el entorno e interactúan para formar nuestros mapas cognitivos".
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