Descubren un mecanismo del cerebro que sería clave para el desarrollo de habilidades socioespaciales

Un estudio internacional, liderado por el investigador del CONICET Emilio Kropff, identificó un mecanismo cerebral que le permite a los ratones crear un mapa espacial en el que se representan a sí mismos en función de la posición de sus congéneres. Según el trabajo, publicado en Nature Communications, esto ocurriría en una subzona específica del hipocampo llamada CA1. También comprobaron, por primera vez, que la experiencia y el aprendizaje redefinen y mejoran las habilidades socioespaciales.

“Debido a que los circuitos cerebrales involucrados son muy similares, los ratones son un modelo de investigación útil para mejorar la comprensión del funcionamiento del cerebro humano y sus enfermedades. Es posible que lo mecanismos que descubrimos en nuestro trabajo estén operando en humanos, aunque sin duda, con otro grado de complejidad. Estudios futuros tendrán que confirmarlo”, explica Kropff, uno de los líderes del avance, investigador del CONICET en el Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-FIL) y jefe del Laboratorio de Fisiología y Algoritmos del Cerebro de la Fundación Instituto Leloir (FIL).

Las habilidades socioespaciales de las personas se expresan en distintas actividades colectivas e interacciones sociales, como, por ejemplo, cuando un jugador de fútbol es capaz de dar una precisa asistencia de gol sin haber observado previamente al compañero de equipo al que le pasa la pelota.

“En 2018 se demostró por primera vez que la subzona CA1 del hipocampo, un área del cerebro que usamos para formar y almacenar mapas de nuestro entorno y que es fundamental para orientarnos, también se utiliza para representar la posición de congéneres. Esto fue muy importante porque evidenció que usamos las mismas estructuras para representarnos a nosotros mismos y a los demás, y se llegó a sugerir que podía tratarse de algo parecido a las neuronas espejo”, señala Kropff. Y agrega: “Sin embargo, para esos estudios se habían utilizado ratones pasivos, que simplemente observaban, y entonces quedaba abierta la pregunta de si realmente uno representa la posición del otro usando al ambiente como referencia (por ejemplo, donde está parado en la cancha respecto del arco) o si, por el contrario, lo hace respecto de uno mismo”.

Para responder esa duda, Kropff y un grupo de la Universidad de Pekín, liderado por Chenglin Miao, llevaron adelante experimentos con ratones hembras, que tenían la libertad de desplazarse e interactuar dentro de un ambiente abierto. El científico del CONICET dirigió el análisis de los datos y ayudó a diseñar la parte experimental, que se llevó a cabo en China.

“Lo que descubrimos es bastante sorprendente: al parecer, en el hipocampo coexisten múltiples perspectivas del otro, utilizando distintos marcos de referencia. Y esto es un concepto novedoso”, resalta Kropff, quien realizó entre 2008 y 2011 su posdoctorado con los neurocientíficos noruegos y nobeles de Medicina 2014 Edvard y May Britt Moser. Y continúa: “Uno podría pensar que la ventaja es que cambian los distintos tipos de interacciones que puedo mantener con ese otro: a un arquero es mejor representarlo en relación al ambiente, porque si se alejó del arco me conviene patear, por ejemplo; en cambio, a mi compañero tal vez me conviene representarlo en relación a mí para saber hacia qué lado tengo que hacer un pase”.

Dentro de estas múltiples perspectivas que pueden “encenderse” al mismo tiempo en el hipocampo, los investigadores detectaron que hay una, llamada “vector social egocéntrico”, que está presente en un mayor número de neuronas. “En esta perspectiva importa más donde está parado el otro respecto a uno que la información acerca del entorno; pero no solamente en cuanto a qué distancia está de mí, sino también a que ángulo en relación a dónde apunta mi cabeza”, asegura Kropff.

Para poder evaluar si esas representaciones son estáticas o cambian con el entrenamiento, los científicos entrenaron a los ratones para que se persiguieran, y cada vez que alguno alcanzaba a otro se le daba una recompensa. Así, vieron que a medida que los ratones aprendían y se volvían más eficientes en la persecución, sus representaciones de “vector social egocéntrico” mejoraban; o sea, el entrenamiento agudiza la representación del otro. “Esto no sucede porque aumenta el número de neuronas de esa representación, sino porque las respuestas se van optimizando. Además, muestra, por primera vez, que las representaciones del otro en el hipocampo del mamífero son plásticas y pueden ser mejoradas con el entrenamiento en tareas sociales, en las que saber dónde está el otro puede llevarme a mayores recompensas”, resalta Kropff.

Si bien, como ocurre con los estudios de investigación fundamental (o básica), los resultados obtenidos no tienen una aplicación directa inmediata, se pueden derivar múltiples consecuencias. “Esto contribuye a entender cómo nos representamos unos a otros en situaciones sociales”, destaca Kropff y agrega: “A largo plazo podría ayudarnos a comprender lo que ocurre en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, en las que lo primero que se ve afectado es el hipocampo. También podría tener impacto en el área de la inteligencia artificial, para diseñar máquinas capaces de interactuar con nosotros en un ambiente doméstico”.