El sistema Head Direction (HD), comúnmente conocido como Neural Compass, es la base del sentido de orientación del navegante. A diferencia de una brújula magnética consistente globalmente, el sistema HD no tiene un marco de referencia global.

Mediante el seguimiento de la actividad neuronal utilizando la última tecnología de imágenes cerebrales, los científicos de la Universidad McGill han obtenido nuevos conocimientos sobre la parte del cerebro que nos da un sentido de dirección. La investigación arroja luz sobre los procesos que pueden salir mal en enfermedades degenerativas como la demencia, que dejan a los pacientes sintiéndose desorientados y perdidos, y cómo el cerebro se orienta en un entorno cambiante.

Los investigadores expusieron a los ratones a un mundo virtual desconcertante mientras monitoreaban la actividad neuronal en el cerebro para comprender mejor cómo la información visual afecta la brújula interna del cerebro. Utilizando los últimos avances en tecnología de registro de neuronas, el equipo capturó la brújula interna del cerebro con una precisión sin precedentes.

Descifrar la orientación precisa de la cabeza interna del animal permitió a los investigadores explorar cómo las células de orientación de la cabeza respaldan la capacidad del cerebro para reorientarse en entornos cambiantes. Identificaron específicamente un fenómeno llamado “adquisición de redes” que permitió que la brújula interna del cerebro se reorientara después de que las ratas se hubieran desorientado.

Zaki Ajabi, ex alumno de la Universidad McGill y ahora investigador posdoctoral en la Universidad de Harvard, dijo: “Es como si el cerebro tuviera un mecanismo para implementar un ‘botón de reinicio’ que permite reorientar rápidamente la brújula interna en situaciones confusas”.

Los autores sostienen que estos escenarios son de hecho aplicables a la experiencia humana moderna, particularmente dada la rápida adopción de la tecnología de realidad virtual, a pesar de que los animales de este estudio fueron sometidos a experiencias visuales no naturales.

dijo guau, “Estos resultados pueden eventualmente explicar cómo los sistemas de realidad virtual pueden controlar fácilmente nuestro sentido de orientación”.

El coautor Xue-Xin Wei, neurocientífico computacional y profesor asistente de la Universidad de Texas en Austin, dijo: “Los hallazgos inspiraron al equipo de investigación a desarrollar nuevos modelos para comprender mejor los mecanismos subyacentes. Este trabajo es un hermoso ejemplo de cómo los enfoques experimentales y computacionales pueden mejorar nuestra comprensión de la actividad cerebral que impulsa el comportamiento”.

Mark Brandon, profesor de psiquiatría en la Universidad McGill, Él dijoY “Los hallazgos también tienen implicaciones importantes para la enfermedad de Alzheimer. Uno de los primeros síntomas autocognitivos de la enfermedad de Alzheimer es que las personas se desorientan y se pierden, incluso en entornos familiares”.

Referencia de la revista:

1. Ajabi, Z., Keinath, AT, Wei, XX. et al. Dinámica de población de neuronas de orientación de la cabeza durante la deriva y la reorientación. Naturaleza 615, 892–899 (2023). DOI: 10.1038 / s41586-023-05813-2