Un nuevo tipo de plasticidad dinámica en ‘place cells’

Imagínense una habitación de una casa en la que nunca han estado. Una vez han entado un par de veces, puede que ya no les resulte tan poco familiar. Este fenómeno, tan sencillo visto desde nuestra perspectiva de exploradores del terreno, tiene en realidad una explicación compleja, basada en uno de los mecanismos más bonitos que existe en el cerebro.

Todos los seres humanos, y muchos mamíferos también, tenemos un sistema que construye un mapa del terreno, y está situado en el hipocampo, en la parte intermedia del cerebro, bajo la corteza cerebral, en lo que llamamos el cerebro límbico. Una nueva investigación ha arrojado datos de un nuevo mecanismo de neuroplasticidad, nunca antes visto.

Place cells y place fields

El descubrimiento de las place cells, o células de lugar –en una traducción digna de los mejores diccionarios de Spanglish– supuso para a los científicos que lo hicieron el premio Nobel en 2014. Y no es para menos, porque fue el gatillo que provocó una serie de estudios que dieron forma a lo que podríamos llamar el GPS del cerebro.

Pero ¿qué es una place cell? Dicho de manera sencilla –y tal cual es–, es una neurona del hipocampo que aumenta su actividad cada vez que la persona pasa por un punto en el terreno. Esto hace que esta neurona construya un place field, o campo de lugar –de vuelta al diccionario Spanglish–, con lo que existe una memoria de lugar almacenada en esa neurona para un punto en el espacio.

En el siguiente vídeo veremos 10 place cells medidas en un ratón mientras explora una habitación cuadrada. Vemos como cada color corresponde a un place field, que corresponde a un fragmento del espacio que explora.

¿Tiene que ver esto con cómo nos orientamos?

El debate de si los seres humanos utilizamos un ‘GPS interno’ para orientarnos, o por otro lado, utilizamos pistas visuales externas es una de las grandes preguntas en que estas investigaciones tienen mucha relevancia. Es probable que no sea ni lo uno ni lo otro, o una mezcla de los dos mecanismos. Pero el descubrimiento de las place cells trae muchas preguntas: ¿Cómo se determinan los campos de memoria espacial? ¿Cambian? ¿Bajo qué circunstancias? Incluso ¿Se pueden alterar artificialmente?

El hecho de que existan las place cells demuestra que la información de un sitio queda almacenada en el cerebro. Pero, tal y como ha indicado un reciente descubrimiento en esta línea de investigación, estos mapas son dinámicos. Es decir, se ‘remapean’ constantemente. Y parece ser existe un novedoso mecanismo cerebral que lo permite, recién sacado de los secretos mejor guardados de nuestros cerebros.

La plasticidad cerebral tal y como la conocemos

La plasticidad cerebral, o neuroplasticidad, es lo que permitiría al cerebro, o en este caso al hipocampo, remapear las place cells, según la nueva investigación aparecida en la revista Nature Neuroscience de marzo. Aunque parece ser que no de la manera tradicional que entendían los científicos.

Estamos un poco lejos de conocer bien como funciona la neuroplasticidad, a pesar de saber que existe hace décadas. Sabemos por eso que sirve para lograr que se den aprendizajes, y que queden almacenados en ‘memorias’ –le vamos a llamar así a las impresiones de los aprendizajes que quedan almacenadas en las neuronas. En principio, la plasticidad neuronal está dividida en dos procesos fundamentales: la plasticidad estructural y la plasticidad funcional. En la primera, lo que se modifica es la cantidad o lugar de las conexiones cerebrales. En la segunda, lo que cambia es la fuerza de los impulsos que viajan a través de ellas, pudiendo incrementarse la fuerza en un momento dado, disminuir, o hacer que la información que viaja por la sinapsis –la conexión neuronal– dure más o menos tiempo.

En el modelo tradicional, llamado modelo Hebbiano, si dos neuronas cercanas tienen actividad en el mismo momento, es que están conectadas, y la fuerza con la que lo hacen es mayor, y a la inversa. Pero, según los investigadores que han publicado el artículo, esta manera de verlo parece no ser suficiente para entender cómo se remapean los place fields. Y heppala aquí lo novedoso del descubrimiento.

¿Qué vieron estos investigadores, distinto a lo que se conocía?

Los científicos estaban midiendo place fields en ratones que exploraban una habitación, a través del registro de la actividad de una place cell. Pero se dieron cuenta de que estos campos de una misma célula variaban sutilmente cada vez que el animal entraba en la misma habitación. Esto significa que, una vez adquirida la memoria de espacio, la memoria cambia un poco, aunque ya se haya producido el aprendizaje de cómo es el lugar que se está explorando. Y esto se debe a un tipo de plasticidad que no encaja con los modelos conocidos hasta ahora. Ellos describen un tipo de plasticidad que es dependiente del tiempo, en el que el comportamiento del animal cada vez que entra en la sala redefine el mapa, y este se actualiza. Y esta es justamente la madre del cordero.

¿Cómo le contaría esto a mi abuela?

En primer lugar, llenándome de paciencia. Pero seguramente podemos utilizar como analogía su diabetes:

¿Sabes yaya? El remapeo dinámico este de que te estoy hablando de las place cells se parece un poco a ir al médico a que te revise la insulina. Tu páncreas tiene células, como las neuronas del cerebro, y no produce bien la insulina, así que hay que ir de vez en cuando al médico para revisar la dosis. Tu páncreas no se acuerda de que la primera vez que fuiste ya es suficiente, porque tu cuerpo va cambiando con la edad.

Ahora es cuando mi abuela se queda pensando en cómo funciona la diabetes, así que quizá la analogía es arriesgada.

¿Y entonces, qué consecuencias tiene esto?

Este es un nuevo mecanismo que podría estar detrás de los cambios de las neuronas en el tiempo, y que los aprendizajes que se van consolidando en ellas, pueden cambiar también una vez asimilados. Esto significa que la plasticidad es dinámica.

Las place cells podrían captar cambios sutiles en el tiempo, entorno y contexto.

Por eso, según esta investigación, los aprendizajes espaciales se ‘actualizan’ en el tiempo, en vez de consolidarse, según la experiencia.

Para saber más

Madar, A. D., Jiang, A., Dong, C., & Sheffield, M. E. (2025). Synaptic plasticity rules driving representational shifting in the hippocampus. Nature Neuroscience, 1-13. https://doi.org/10.1038/s41593-025-01894-6