Cómo el cerebro logra calcular las distancias en completa oscuridad y por qué este hallazgo es clave ante el Alzheimer

¿Alguna vez caminaste en oscuridad total y aun así supiste cuándo frenar tras unos pasos, aunque no vieras nada? Ese misterio lo resuelve el cerebro: es capaz de calcular la distancia recorrida incluso sin apoyarse en referencias visuales.

Un reciente estudio del Instituto Max Planck de Neurociencia de Florida identifica el mecanismo neuronal que permite esa capacidad, aportando claves sobre la memoria y sobre los primeros síntomas del Alzheimer. Los resultados fueron publicados en la revista Nature Communications.

¿Cómo calcula el cerebro la distancia en la oscuridad?

El equipo de científicos, liderado por Yingxue Wang y el investigador principal Raphael Heldman, puso a prueba la orientación en un experimento único: ratones recorrían una distancia específica en un entorno de realidad virtual, sin señales visuales, ni sonidos, ni olores.

Los animales sólo podían estimar la distancia a partir del propio movimiento; no había referencias, como si una persona caminara a oscuras. Durante la tarea, los investigadores registraron la actividad eléctrica de miles de neuronas en el hipocampo, una región clave para la navegación y la memoria.

Según Wang, el objetivo fue eliminar cualquier pista sensorial para simular situaciones en que nos movemos sin orientación externa. “El hipocampo ayuda a los animales a orientarse en el entorno. En este estudio, eliminamos tantas señales sensoriales como fue posible para imitar situaciones como moverse en la oscuridad”, explicó.

El análisis mostró que, aun en estas condiciones, una fracción de las células del hipocampo (región del cerebro clave para la memoria y la orientación espacial) se encendía en lugares concretos, pero la mayoría seguía patrones de actividad mucho más complejos.

Los patrones de rampa: el “contador interno” del cerebro

El resultado más sorprendente fue descubrir que la mayoría de las neuronas del hipocampo seguían uno de dos patrones opuestos de actividad durante la navegación sin referencias externas.

En un grupo, la actividad aumentaba de golpe al iniciar el movimiento y luego descendía de manera gradual hasta alcanzar el destino. En el otro grupo, la actividad caía al comienzo, pero se incrementaba conforme el animal recorría más distancia.

Estas rampas de actividad neuronal funcionan como un código: al combinar neuronas con diferentes velocidades de cambio en su actividad, el cerebro puede calcular tanto trayectos cortos como largos, y también medir el tiempo transcurrido sin necesidad de señales sensoriales externas.

Hasta ahora, se creía que el hipocampo medía el espacio solo a través de “celdas de lugar”, neuronas que se activan en ubicaciones específicas. Pero este estudio demuestra una estrategia diferente, basada en la variación gradual y coordinada de la actividad neuronal, útil para registrar trayectorias y temporalidad en cualquier entorno.

Del laboratorio a la memoria y el Alzheimer

La relevancia clínica de estos resultados es considerable. Según Yingxue Wang, la capacidad para medir distancias y orientarse suele deteriorarse en las primeras etapas del Alzheimer.

Muchas personas con este diagnóstico experimentan desorientación espacial, incluso en lugares familiares, y olvidan cómo llegaron a un sitio. Comprender cómo el cerebro lleva ese “registro interno” de distancia y tiempo podría ayudar a anticipar o diagnosticar los primeros síntomas de deterioro cognitivo.

El Instituto Max Planck de Neurociencia de Florida indica que, como próximo paso, la investigación irá a fondo en cómo se generan estos patrones de rampa y cómo se transforman las experiencias diarias —como caminar una distancia o llegar a un lugar— en recuerdos duraderos.

Estos avances abren la puerta a entender mejor cómo el cerebro crea mapas internos y cómo, cuando el sistema falla, se produce uno de los síntomas más desorientadores y comunes en las enfermedades neurodegenerativas: desorientarse incluso en trayectos cotidianos y familiares.