Edvard Moser en su laboratorio del Instituto Kavli. Foto: Geir Mogen/NTNU
Un “punto en blanco” en el mapa cerebral sirvió a Edvard Moser y su equipo para localizar nuestro GPS biológico. Por sus investigaciones en torno a la corteza entorrinal (encargada de regularlo) consiguió el Nobel de Fisiología. El día 22 participará en una cumbre de nobeles en la Fundación Ramón Areces.
Navegar por el entorno
Pregunta. ¿Considera que el cerebro es aún uno de los órganos más desconocidos del ser humano? Respuesta. El cerebro es el órgano más complejo de nuestro cuerpo. La información se almacena en conexiones entre neuronas distribuidas ampliamente (casi 100.000 millones de neuronas, cada una con hasta 10.000 conexiones con otras células). Estas conexiones son pequeñas y difíciles de estudiar en acción en un animal vivo. Por tanto, la complejidad es enorme. Sin embargo, estamos en el buen camino para conseguir descifrarlo. P. ¿Qué han aportado sus trabajos en la percepción espacial del cerebro? R. Descubrimos unas células de la cuadrícula en un área del cerebro llamada corteza entorrinal, un área que era un punto en blanco cuando comenzamos nuestras investigaciones. Para entenderlo mejor, a veces se las conoce como el propio GPS del cerebro. Las celdas de cuadrícula están activas solo cuando los animales (o los humanos) se encuentran en lugares concretos. Son puntos que, colectivamente, forman un patrón de cuadrícula hexagonal en el entorno espacial de cada celda. Digamos que forman un sistema de coordenadas interno que nos ayuda a navegar por nuestro entorno. Tras el descubrimiento de estas células, encontramos muchos otros tipos de células en la misma red cerebral. Juntas nos permiten ser conscientes de nuestra ubicación. P. ¿Cómo definiría el mecanismo neuronal implicado en el proceso de mapeo espacial? R. Es un objetivo clave en nuestra investigación. Sabemos que, en gran medida, es creado por la red neuronal de la corteza entorrinal, de manera bastante independiente de las entradas sensoriales que se producen en cada momento. El sistema de coordenadas se crea mediante interacciones entre cientos de celdas conectadas entre sí. Mucho de esto está presente durante la maduración temprana del sistema nervioso, antes de que los animales (o los humanos) hayan tenido experiencia espacial, lo que sugiere que nacemos con un sistema de navegación, aunque éste necesite después ajustes para adaptarlo a cada situación específica.P. ¿De qué manera la tecnología (computación, algoritmos, etc) puede ayudar en estas investigaciones y a comprender el laberinto cerebral? R. Es crucial. Permite que se registren miles de neuronas al mismo tiempo mientras los animales están realizando sus comportamientos naturales. Esto es importante porque todas las funciones cognitivas del cerebro de alto nivel son el resultado de interacciones entre muchas neuronas. De esta manera, no podemos entender los principios de la codificación neural a menos que tengamos acceso a la actividad de muchas neuronas de varias categorías en diversas áreas del cerebro. P. ¿Cuáles son las estrategias con la tecnología actual? R. Básicamente dos: primero, las nuevas generaciones de sondas de grabación tienen cientos o miles de sitios de grabación distribuidos, en contraste con los convencionales, que generalmente solo tienen un sitio al final de cada sonda. En segundo lugar, se han miniaturizado nuevos microscopios de alta resolución para que los ratones puedan llevarlos sobre sus cabezas -con sondas que pesan solo dos gramos- mientras realizan una vida normal. Además del nuevo hardware, no hay duda de que las nuevas técnicas de análisis de datos se beneficiarán de la IA y de las técnicas automáticas de aprendizaje (machine learning) para encontrar patrones y estructuras en los datos y enfoques en los que la máquina pueda aprender de su propio rendimiento -a menudo más allá de nuestra comprensión-. Estas tecnologías aumentarán la información que tenemos sobre el cerebro. Por todo ello, cabría esperar una revolución o un cambio de paradigma en nuestra comprensión cuando se apliquen con toda su potencia. P. ¿Cómo debemos afrontar el vertiginoso desarrollo de la Inteligencia Artificial? R. La IA, como dice, se está desarrollando a una velocidad sin precedentes. Muchas funciones o tareas que hace unos años solo las podían realizar los cerebros humanos (o animales) las realizan ahora mucho mejor las máquinas. Es el caso del reconocimiento de caras u objetos. Y muy pronto la creación y percepción del lenguaje. Sin embargo, estas son funciones especializadas. La pregunta que tenemos que hacernos en estos momentos es si las máquinas conseguirán inteligencia general que les permita ser capaces de tomar sus propias decisiones. Obviamente, esto plantea problemas éticos: debemos estudiar los límites y cómo queremos establecerlos antes de que la IA tome las decisiones por nosotros. P. ¿Conocemos los resortes que “salvan” los recuerdos en el hipocampo? R. Tenemos nociones en torno a los mecanismos que hacen que se fortalezcan o debiliten las conexiones entre las células, que es parte del proceso de formación de la memoria. También tenemos información sobre cómo esas conexiones pueden contribuir a la formación de nuevos circuitos neuronales dedicados a memorias específicas. Pero aún hay mucho por estudiar. Por ejemplo, cómo funciona la memoria en las redes neuronales del hipocampo y cómo estas redes interactúan con el resto del mundo. P. ¿Sería la memoria lo que realmente nos hace humanos y lo que nos hace “diferentes” en la naturaleza? R. Sí, sin recuerdos no tendríamos identidad ni contexto para interpretar las experiencias. @ecolote