El doctor Emilio Kropff, investigador del CONICET en el Laboratorio de Plasticidad Neuronal de la Fundación Instituto Leloir (FIL), ganó un subsidio internacional para estudiar cómo experimentamos el tiempo y el espacio. Si bien el proyecto es de ciencia básica, la investigación ayudará a comprender mejor los síntomas de pacientes con enfermedades neurodegenerativas.



El subsidio de un millón de dólares fue otorgado por el Programa Fronteras Humanas de la Ciencia (HFSP según sus siglas en inglés), que cuenta con el apoyo de Japón, la Unión Europea (UE) y otros países. Financiará una investigación en ratas, ratones y modelos computacionales que conducirá durante tres años Kropff junto al médico Hiroshi Ito, del Instituto Max Planck para el Estudio del Cerebro, en Alemania; y el biólogo molecular Takashi Kitamura, del Departamento de Psiquiatría del Centro Médico de la Universidad de Texas, en Estados Unidos.

“Nuestra idea de colaboración parte de la siguiente pregunta: ¿experimentamos al tiempo y al espacio de la misma manera cuando viajamos en un tren de alta velocidad, hacemos la cola del supermercado, trabajamos en la computadora o esperamos el disparo de largada en una carrera de 100 metros?”, planteó Kropff, quien entre 2008 y 2011 realizó su posdoctorado bajo la dirección de May-Britt Moser y Edvard Moser, ganadores del Nobel de Medicina 2014 por descubrir el circuito de neuronas que funcionan como “GPS interno” en el cerebro.

Distintos trabajos sugieren que los circuitos neuronales del cerebro de mamíferos, dedicados a ubicar al animal (o persona) en el aquí y ahora no representan las cuatro dimensiones del espacio-tiempo en forma permanente, “sino que, siguiendo un principio de economía, se adaptan a las necesidades y al contexto”, explicó Kropff.

Para el científico oriundo de Bariloche, la evidencia dispara muchos otros interrogantes: ¿Cuántas maneras distintas tenemos de representar y medir el espacio-tiempo? ¿Qué mecanismos deciden la representación que mejor se ajusta a cada situación? ¿Qué pasa con las dimensiones que no están siendo representadas, o, en otras palabras, cómo se deforma la topología del espacio-tiempo en nuestro cerebro?

Para obtener las respuestas, Kropff y sus colegas pretenden identificar, modelar computacionalmente y manipular los circuitos neuronales del GPS interno que permiten a los mamíferos representarse el tiempo y el espacio, realizando operaciones tales como la navegación espacial o la estimación de distancias o lapsos temporales.

“En particular, hemos diseñado laberintos que, a la manera de los cuadros de Escher [apodado un maestro de las ilusiones ópticas], desafían la lógica del GPS interno. Esperamos que el comportamiento de los animales y su actividad neuronal cuando navegan en esos laberintos nos proporcione claves sobre cómo aprenden estos circuitos, cómo identifican los errores que cometen y cómo los corrigen”, indicó Kropff, quien en 2015 fue autor principal de un trabajo publicado en la revista “Nature” que dio cuenta de las neuronas “speed cells”, aquellas que determinan la velocidad de desplazamiento y son un elemento clave para orientarnos en el espacio.

En cuanto al aspecto clínico, este proyecto no involucra experimentos con sujetos sanos ni con pacientes. “Es importante notar, sin embargo, que entender los mecanismos de funcionamiento de estos circuitos neuronales es también una manera de comprender mejor los síntomas de pacientes con enfermedades neurodegenerativas, como la desorientación y la pérdida de memoria”, explicó el científico quien hará uso de la infraestructura de la FIL para llevar adelante el proyecto.

El Programa HFSP tiene su origen en 1986 como un proyecto auspiciado por el Consejo del Primer Ministro japonés para la Ciencia de la Tecnología con el fin de alentar la colaboración internacional en investigación básica. Luego se sumaron la UE y países de diferentes continentes. El proyecto se formalizó en 1989 y estableció su sede en Estrasburgo, Francia.