El cerebro como un GPS, pero con función de predicción de ruta

Investigadores del Instituto Kavli en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) han hecho un descubrimiento inesperado sobre el funcionamiento de las llamadas "células de red", neuronas que ayudan al cerebro a formar un mapa del entorno. Se ha revelado que estas células no solo rastrean la ubicación, sino que también escanean el espacio por delante, prediciendo posibles rutas.

Las células de red, descubiertas por primera vez en 2005 por May-Britt y Edvard Moser, se consideran la base del sistema de navegación del cerebro. Registran los movimientos del organismo en el espacio circundante, ayudando en la orientación. Sin embargo, la nueva investigación ha demostrado que estas neuronas no funcionan de manera estática, como se creía anteriormente.

Los científicos han descubierto que las células de red realizan "barridos" rítmicos: movimientos de escaneo rápidos de 30 grados a la derecha y luego 30 grados a la izquierda, con una frecuencia de diez veces por segundo. Estas señales funcionan como antenas que exploran el espacio por delante, creando un mapa del mundo circundante más detallado y flexible.

Este avance fue posible gracias al uso de una nueva tecnología: los sensores de neuropíxeles Neuropixels 2.0, capaces de registrar miles de interacciones neuronales con una precisión de milisegundos. Estos sensores permitieron a los científicos detectar cambios mínimos en la actividad de las células de red que antes pasaban desapercibidos.

El equipo de investigadores, que incluye a Abraham Zelalem Wollan, Rich Gardner, May-Britt Moser y Edvard Moser, utilizó el método de decodificación de datos cerebrales durante la navegación de roedores. Descubrieron que el mapa creado en el cerebro no coincide completamente con la ubicación real del animal. En su lugar, las células de red transmiten constantemente ondas de actividad a las áreas vecinas del mapa, anticipándose al entorno.

Este mecanismo es similar a los principios de la ecolocación en murciélagos o al funcionamiento de las antenas en insectos. Permite al cerebro evaluar el espacio con antelación, lo que puede ser crucial para una navegación rápida y eficiente.

El estudio también mostró que estos movimientos de escaneo ocurren incluso durante el sueño, en particular, en la fase de sueño REM, cuando el cerebro procesa la información. Esto llevó a los científicos a la hipótesis de que las células de red no solo se orientan en tiempo real, sino que también desempeñan un papel en la memorización de rutas y la creación de nuevos mapas mentales.

El descubrimiento, publicado en la revista Nature el 3 de febrero de 2025, podría cambiar radicalmente la comprensión de cómo el cerebro gestiona la navegación. Los investigadores sugieren que un mecanismo similar podría existir en los humanos. Es posible que estos "barridos" estén relacionados con los movimientos oculares y la concentración de la atención.

Los científicos del Instituto Kavli planean continuar explorando este tema para comprender mejor cómo funciona el sistema de navegación del cerebro y qué otros mecanismos ocultos pueden estar involucrados en él.