El nuevo tipo de célula del cerebro humano ayuda a centrar a las personas en mapas mentales

células del cerebro

Un tipo de célula cerebral humana no identificada anteriormente aparece para ayudar a las personas a centrarse en sus mapas individuales del mundo, según una nueva investigación de neurocientíficos de Columbia Engineering. Esta exploración aclara los sistemas móviles subyacentes a la navegación y la memoria en los seres humanos. Además de qué componentes del cerebro podrían interrumpirse a lo largo del tipo de discapacidades de memoria típicas en condiciones neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer

Existen 2 enfoques con los que tanto los seres humanos como las mascotas navegan y se orientan. Uno implica ubicar áreas, rangos e instrucciones en contextos "alocéntricos" u otros centrados en el mundo exterior. Los otros enfoques implican contextos "egocéntricos" que se fijan en el yo.

Siempre que utilice una aplicación de teléfono móvil para descubrir instrucciones de conducción, es probable que utilice estas dos configuraciones de navegación. Cuando ingresa inicialmente una dirección, generalmente le mostrará la dirección en un mapa desde un punto de vista alocéntrico, con 'norte' en la parte superior y 'sur' cerca de la parte inferior. Cuando después de eso, es más probable que veas la trayectoria, sin duda cambiará a un punto de vista preocupado por ti mismo en el que "por adelantado" va al frente y "detrás" va al mínimo histórico.

Los científicos encontraron por primera vez células cerebrales relacionadas con contextos alocéntricos en ratas en 1971: "células de lugar" que pueden, por ejemplo, sugerir que se encuentran en el borde noreste de una ubicación. Otros tipos de celdas espaciales alocéntricas consisten en celdas en la dirección de la cabeza que pueden encenderse cada vez que uno está navegando hacia el sur, o celdas fronterizas que pueden reaccionar cuando hay un límite al oeste.

En los años anteriores, los científicos comenzaron a examinar cómo las mentes de las ratas mapeaban los contextos de preocupación propia. Hace dos años, investigadores del Dartmouth College en Hanover, New Hampshire, determinaron un área del cerebro en ratas llamada corteza postrinal en la que abundan las células sintonizadas egocéntricamente. Sin embargo, quedó mal comprendido qué células cerebrales desarrollaron la base de mapas espaciales egoístas en los seres humanos.

"En los seres humanos, solo raras veces es posible registrar directamente la actividad de neuronas individuales del cerebro, debido a razones éticas", afirmó Lukas Kunz, investigador de un estudio de investigación postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Columbia y primer escritor de la investigación completamente nueva. “Existen técnicas como fMRI o EEG, que nos permiten medir indirectamente la actividad neuronal de cerebros humanos sanos, pero esta actividad neuronal refleja la actividad total de millones de neuronas, lo que no permite conclusiones directas sobre los principios de funcionamiento de neuronas individuales. "

En la nueva investigación, neurocientíficos de los Estados Unidos y Alemania examinaron a 15 personas con epilepsia en el Centro Médico de la Universidad de Friburgo en Alemania. A estos voluntarios se les implantaron electrodos dentales para ayudar a los médicos a comprobar su estado.

Los científicos pidieron a los voluntarios que realizaran trabajos de sistemas informáticos que descubrieran su capacidad para navegar con atmósferas en línea y que tuvieran en cuenta dónde se encontraban allí varias cosas. Al mismo tiempo, los investigadores grabaron en cinta la tarea de más de 1,400 células nerviosas solitarias en numerosas áreas del cerebro de todos los individuos.

Los investigadores determinaron más de 160 células nerviosas que actuaban como tipos de células espaciales preocupadas por sí mismos, desencadenando cuando componentes particulares de la atmósfera en línea estaban adelante, atrás, a la izquierda oa la derecha de las personas, o cuando los factores del área estaban cerca o lejos de la gente.

"Ahora somos los primeros en informar sobre tipos de células espaciales egocéntricas en humanos", afirmó Kunz. Los investigadores publicaron su investigación, "Un código neuronal para mapas espaciales egocéntricos en el lóbulo temporal medial humano", en la revista Neurona de julio 14, 2021.

Estas "células portadoras egocéntricas" probablemente inscriben detalles espaciales en un mapa mental que fijaba a todos. "Esto es presumiblemente importante para la vida cotidiana, cuando los humanos intentan orientarse en sus entornos y cuando navegan por rutas", afirmó Joshua Jacobs, profesor asociado de diseño biomédico en Columbia Engineering y escritor de la investigación.

Estas células portadoras preocupadas por sí mismas eran especialmente suficientes en la corteza parahipocampal, un área situada en lo profundo del cerebro que la función previa recomendada es el emparejamiento humano de la corteza postrinal de los roedores. Las células portadoras egocéntricas consistían en aproximadamente el 25% de todas las células nerviosas en la corteza parahipocampal. "Estudios anteriores habían demostrado que los pacientes con daño en esta región del cerebro están desorientados, presumiblemente porque sus células portadoras egocéntricas se vieron afectadas", afirmó Kunz.

Los científicos también localizaron estas células portadoras preocupadas por sí mismas que revelaron aumentos en la tarea cuando las personas utilizaron su memoria para recordar con eficacia las áreas de las cosas que habían encontrado en las atmósferas en línea. “Esto sugiere que estas células no solo son relevantes para la navegación, sino que también juegan un papel en el recuerdo correcto de experiencias pasadas”, afirmó Kunz.

“Los recuerdos consisten en múltiples elementos diferentes, como un evento específico, el lugar donde ocurrió el evento y el momento en que ocurrió el evento”, dijo Kunz. “Creemos que existen diferentes sistemas neuronales para los diferentes componentes de estos recuerdos. Es de suponer que las células portadoras egocéntricas están particularmente involucradas en el procesamiento de la información espacial de los recuerdos ".

Estas búsquedas podrían iluminar lo que podría fallar en las personas con deficiencias de memoria, que consisten en personas con afecciones neurodegenerativas como el Alzheimer "Es posible que sus células portadoras egocéntricas no funcionen correctamente o que hayan sido destruidas por alguna razón, como un derrame cerebral, un tumor cerebral, o demencia ”, afirmó Jacobs.

Estas nuevas búsquedas de no responden a cómo uno podría manejar tales discapacidades de memoria. "Todavía hay mucha investigación por hacer antes de que las alteraciones de la memoria puedan tratarse con éxito", advirtió Kunz.

En el futuro, los científicos desean ver por qué, precisamente, cualquier tipo de célula portadora que se interese por sí misma que se ofrece se ajusta a cualquier factor del área en la que se concentre. Actualmente, tanto Kunz como sus compañeros de trabajo presumen que numerosos signos espaciales diversos, como cosas, fronteras espaciales y sitios, se incorporan para afectar la ubicación de estos factores de referencia. Los investigadores pueden verificar el impacto que estos signos tienen en el área de estos factores de referencia al eliminar estos signos de las atmósferas a lo largo de los experimentos.

“Otra cuestión importante es cómo las células portadoras egocéntricas interactúan con los tipos de células espaciales alocéntricas, dijo Kunz. “Actualmente asumimos que las células portadoras que se preocupan por sí mismas dan la información necesaria a los tipos de células espaciales alocéntricas. Al reconocer esto, los estudios de investigación futuros podrían describir cómo el ajuste de los tipos de células espaciales alocéntricas se ve afectado por el rendimiento de las células portadoras que se preocupan por sí mismas ".

El estudio se titula "Un código neuronal para mapas espaciales preocupados por uno mismo en el zarzo temporal mediano humano".

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