Descubren un Nuevo Código Neuronal en el Hipocampo para Medir la Distancia Recorrida

Un equipo de científicos ha identificado un mecanismo neuronal hasta ahora desconocido que el cerebro emplea para calcular la distancia que recorre un organismo. Este proceso se basa en una alteración gradual y progresiva de la actividad eléctrica de ciertas neuronas. Dicha función, denominada integración de trayectoria, resulta ser de vital importancia, ya que su deterioro se manifiesta frecuentemente en las etapas iniciales de afecciones como el mal de Alzheimer, provocando graves problemas de desorientación en los pacientes afectados.

La investigación fue llevada a cabo por un grupo de científicos del Instituto Max Planck de Neurociencia en Florida (MPFI), ubicado en Júpiter, Florida. Los investigadores diseñaron experimentos donde se entrenó a ratones en un entorno virtual desprovisto de referencias visuales externas. Esto obligó a los animales a depender exclusivamente de sus propias sensaciones motoras para estimar con precisión la distancia que habían avanzado. En este estudio, que contó con la participación del estudiante de posgrado Rafael Heldmann y el autor principal, el líder del equipo de investigación, Xue-Song Wang, se procedió a registrar las señales eléctricas de miles de neuronas situadas en el hipocampo, una región cerebral célebre por albergar las llamadas «células de lugar».

El análisis detallado de los datos reveló un hallazgo sorprendente: la mayoría de las neuronas no estaban codificando una ubicación específica ni un instante temporal concreto. En cambio, mostraban uno de dos patrones opuestos de actividad creciente, directamente correlacionados con la distancia total acumulada. Una de las poblaciones neuronales iniciaba su actividad con una alta tasa de disparo que decrecía suavemente a medida que el ratón avanzaba. Por otro lado, un grupo distinto exhibía una dinámica inversa, incrementando su actividad de forma paulatina conforme aumentaba el trayecto recorrido.

Estos dos tipos de actividad ascendente se combinan para formar lo que se describe como un código bifásico. Un cambio inicial rápido sirve para señalar el comienzo del movimiento, seguido de una pendiente más lenta que funciona como un contador acumulativo de la distancia recorrida. Es decir, el cerebro utiliza esta secuencia para llevar la cuenta de los pasos dados, una especie de odómetro interno.

La relevancia funcional de este mecanismo quedó plenamente demostrada cuando los científicos intervinieron en los circuitos neuronales mediante técnicas optogenéticas, provocando una alteración en su funcionamiento. Esta manipulación resultó en un fallo directo de la capacidad de los ratones para juzgar con exactitud la distancia. La publicación, que data de finales del año 2025, aportó claridad sobre los componentes celulares involucrados: se determinó que los interneuronas que expresan somatostatina (SST) influyen en el primer grupo de neuronas ascendentes, mientras que los interneuronas que expresan parvalbúmina (PV) modulan el segundo grupo.

Comprender a fondo los mecanismos subyacentes a la navegación espacial es fundamental, dado que la disminución de la función de integración de trayectoria es, a menudo, uno de los indicadores más tempranos de la enfermedad de Alzheimer. El Instituto Max Planck en Florida, que ostenta el honor de ser la única institución de la Sociedad Max Planck en todo el continente norteamericano, continúa profundizando en la estructura y las funciones de estos circuitos neuronales. Las futuras líneas de investigación del equipo se centrarán en desentrañar el origen preciso de estos patrones ascendentes, lo cual podría ofrecer una explicación más completa sobre cómo la experiencia momentánea se transforma en memoria duradera.