Julija Krupic: cristales en el cerebro

(file:///C:/Users/5732/Downloads/47.1.fullJKrupic_brain%20crystals.pdf)

Julija Krupic es una de las grandes representantes de la joven generación actual de neurocientíficos. Sus trabajos sobre células cerebrales de localización están teniendo un profundo impacto y continúan las pioneras investigaciones de O´Keefe (véase este mismo blog) y colaboradores.

Hay un grupo de neuronas en la formación del hipocampo llamadas "celdas de cuadrícula" que actúan como si fueran "generadores" y que poseen una configuración hexagonal. Presentan una estructura cristalina. ¿Pero hay más estructuras de este tipo en el cerebro? Krupic grabó las neuronas en la región del hipocampo de ratas para ver si células con otros patrones de disparo se podían encontrar allí. La investigadora encontró otra clase de células espacialmente sintonizadas que se disparaban en respuesta a varias ubicaciones discretas en el medio ambiente. El patrón encontrado no fue al azar, pero no pudo exhibir la simetría hexagonal observada en las células de la red. Krupic ha desarrollado un método de análisis basado en la transformada de Fourier bidimensional para cuantificar las propiedades de todas las células espaciales en la región del hipocampo (incluyendo celdas de la cuadrícula) y ha propuesto un posible mecanismo subyacente para la formación de celda de la cuadrícula. En determinadas circunstancias, celdas de la cuadrícula perdieron su simetría hexagonal y se convirtieron en algo más irregular. La geometría del recinto en el que se puso a prueba la rata pareció desempeñar un papel importante en la facilitación de tales transiciones de patrones. La geometría de un recinto se define por la disposición de sus límites. Tal vez las células fronterizas podrían desempeñar un papel importante en la formación de patrón de cuadrícula. Krupic puso a prueba esta idea mediante el desarrollo de un modelo en el que un patrón de disparo celda de la cuadrícula se generó mediante la interacción de células de lugar (células en el hipocampo que están activas en un lugar determinado de la caja) y células del borde. El modelo fue denominado modelo de campo límite de interacción. La clave está en que parece que nuestros cerebros pueden percibir la distancia de manera diferente en ambientes que presentan una geometría polarizada. Se postularía que la fuerza de la interacción de los campos de lugar individuales sería proporcional a la distancia entre las celdas de la cuadrícula y que el papel de las células del borde sería el de "empujar" los campos de distancia. El modelo predijo que las cuadrículas exhibirían simetría hexagonal en recintos cuadrados y circulares pero que este patrón se rompería en recintos más polarizados, como trapecios. Ambas predicciones fueron confirmadas: en entornos de experimentación trapezoidales para ratas, la rejilla se hizo más elíptica y no homogénea. Este tipo de distorsiones no se observaron en los recintos cuadrados o circulares en los que el patrón simétrico y consistente fue similar a lo observado en la mayoría de los estudios anteriores. Estos resultados cuestionarían la idea de que el sistema de celda de la cuadrícula actuara como una métrica espacial universal para el mapa cognitivo, puesto que los modelos de red cambian notablemente entre los recintos e incluso dentro del mismo recinto. Los cerebros percibirían la distancia de manera diferente en entornos con geometría polarizada.