El cerebro nos ayuda a navegar por el mundo, pero también funciona como un sistema de navegación. Así lo cree el neurocientífico Christian Doeller, que acaba de recibir el Premio Leibniz, dotado con 2,5 millones de euros, por sus investigaciones.
El psicólogo Dr. Christian Doeller, del Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Cerebrales Humanas, deja que estudiantes de Leipzig jueguen a juegos de ordenador en el escáner para investigar cómo funciona su cerebro. Los sujetos de prueba tienen un teclado en las manos para navegar o tomar decisiones.
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El neurocientífico y sus equipos del Doellerlab quieren averiguar una cosa en concreto: ¿cuáles son los principios de codificación más importantes del cerebro que hacen posible el pensamiento humano?
Doeller describe el juego de ordenador que ven los sujetos de prueba en la pared trasera del escáner: "Son taxistas, por ejemplo, y tienen que llevar a una persona de A a B. Y mientras realizan esta tarea, miden los principios de codificación del cerebro. Y mientras realizan esta tarea, medimos su actividad cerebral en paralelo".
Mientras los sujetos de prueba conducen por la ciudad virtual, su cerebro funciona como un sistema de navegación. "Los sujetos de prueba con un alto rendimiento de navegación, es decir, que recorren 10 de cada 10 caminos virtuales por la ciudad virtual correctamente y siempre encuentran la ruta más corta, tienen la actividad más alta".
El cerebro como sistema de navegación o como caja de notas
Según el profesor Doeller, los sistemas del cerebro que ayudan a la navegación ordenan la memoria, el aprendizaje y el conocimiento como un sistema de navegación. "Si recuerda su época escolar, las fichas también se organizaban espacialmente para ordenar conceptos. El espacio es un medio fantástico para visualizar cosas cercanas o lejanas en función de la similitud y la disimilitud".
El sociólogo Niklas Luhmann dijo una vez que la caja en la que organizaba sus 90.000 notas manuscritas era una imagen de su cerebro. La caja de notas de Luhmann sigue analizándose hoy en la Universidad de Bielefeld.
Según el neurocientífico Doeller, el sistema de navegación del cerebro es el responsable de memorizar la información. "Esto significa que siempre que se utiliza una estrategia espacial para ordenar información, colocar artículos de periódico en distintos lugares del escritorio, etc., este sistema de navegación está ciertamente activo".
Mucho antes del sistema de navegación, el psicólogo tuvo su primer gran éxito de investigación en 2010 con la demostración de las llamadas células de cuadrícula. El principio de las células reticulares ya se había demostrado en roedores.
En un estudio publicado en la revista 'Nature', Doeller y sus colegas detectaron una señal de resonancia magnética funcional (fMRI)que reflejaba la posición de un sujeto de prueba en un entorno de realidad virtual y cumplía los criterios para la definición de la codificación de células reticulares. Según el estudio, los humanos parecen representar la posición y la percepción espacial de un modo muy similar al de los roedores.
Mientras tanto, ratas y ratones también se enfrentan a la realidad virtual y se atan a bolas o esferas giratorias, como explica Doeller.
"Nuestra gran pregunta de investigación futura, actual, pero también a largo plazo, es que este sistema cerebral de navegación no sólo es relevante para encontrar el camino de A a B en una ciudad, sino también para realizar otras tareas cognitivas. Por ejemplo, aprender conceptos y construir nuevos conocimientos".
El profesor Doeller y su equipo quieren averiguar hasta qué punto otras funciones cognitivas como el control de la acción, la toma de decisiones y la adquisición de nuevos conocimientos conceptuales pueden atribuirse a los principios básicos de la hipótesis de su sistema de navegación.
2,5 millones de euros para nuevos proyectos gracias al Premio Leibniz
Con la ayuda de modernas técnicas de imagen como la resonancia magnética funcional (RMf) y la magnetoencefalografía (MEG), Christian Doeller ha obtenido conocimientos cruciales sobre el cerebro. Acaba de recibir el Premio Gottfried Wilhelm Leibniz, dotado con 2,5 millones de euros.
Con esta impresionante suma, el profesor Doeller puede ahora abordar más fácilmente las investigaciones más complicadas que le resultan especialmente apasionantes. Quiere investigar cómo procesa el cerebro la interacción social observando a dos sujetos de prueba inmersos en un proceso conjunto de aprendizaje cognitivo.
"Técnicamente es muy complejo, porque los dos sujetos resuelven una tarea interactiva. Y, por supuesto, la sincronización de los dos escáneres es compleja, ya que en este estudio los dos sujetos de prueba realizan simultáneamente la tarea cognitiva en ambos escáneres", explica el neurocientífico.
El Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Cerebrales Humanas también trabaja en estudios clínicos, por ejemplo en las primeras fases de la enfermedad de Alzheimer o con pacientes que sufren Covid Larga. Los resultados de estos estudios aún no se han publicado.