Hispanopedia WikiLas células de visión espacial son neuronas en el hipocampo de los primates ; responden cuando una parte determinada del entorno está en el campo de visión del animal . [ 1 ]
Están relacionadas con las células de lugar y las células de dirección de la cabeza . Las células de visión espacial se diferencian de las células de lugar , ya que no están localizadas en el espacio. También se diferencian de las células de dirección de la cabeza, ya que no representan una orientación global (como una brújula ), sino la dirección hacia un objeto específico. Las células de visión espacial son las células que responden en el hipocampo cuando se recuerda una ubicación particular. Estas células se identifican en el hipocampo de los sujetos de prueba mediante el monitoreo de neuronas individuales mientras el sujeto de prueba se mueve en un entorno espacial controlado por señales. Las células de visión espacial son las células que se activan consistentemente cuando el mono mira en una dirección determinada en el entorno; esto es independiente de la dirección de la cabeza o la ubicación del mono. Además, se confirma que estas células son células de visión espacial al observar que hay una activación aleatoria mínima de las células en ausencia del estímulo apropiado . [ 2 ]
Características
Las celdas de vista espacial se pueden caracterizar por las siguientes características: [ 3 ]
- responden a una región del espacio visual que se está mirando, de forma relativamente independiente de dónde se encuentra el mono.
- Responden a un pequeño número de señales visuales generalmente dentro de un campo receptivo de 30°.
- se activa al realizar tareas espaciales que incluyen caminar activamente en un entorno espacial.
- El fuego es relativamente independiente del lugar donde se encuentra el mono.
- representa el lugar hacia donde mira el mono
- Generalmente estimulado por al menos 3 señales presentes en una visión óptima.
- Dispara uniformemente en diferentes áreas del espacio siempre que el mono esté mirando la misma área.
- capacidad de mantener sus propiedades espaciales durante períodos de hasta varios minutos en la oscuridad.
- Las respuestas dependen de hacia dónde mira el mono , midiendo la posición de los ojos.
- La representación espacial es alocéntrica.
- En algunos casos, las respuestas siguen ocurriendo incluso si los detalles de la vista están ocultos con cortinas [ 4 ].
Las células de visión espacial que responden en ausencia de señales visuales se encuentran generalmente en el área 1 del asta de Ammon , el giro parahipocampal y el presubículo, mientras que las que no responden se encuentran en la región 3 del asta de Ammon . Las células que se encuentran en las regiones CA1, giro parahipocampal y presubículo a menudo proporcionan una respuesta más prolongada incluso después de que el estímulo se haya eliminado durante varios minutos en completa oscuridad . Las células de visión espacial actualizan sus representaciones mediante el uso de entradas idiotéticas en la oscuridad y estas células se encuentran comúnmente en las regiones CA1, giro parahipocampal y presubículo. [ 5 ] [ 6 ]
Usos
Las células de visión espacial son utilizadas por los primates para almacenar una memoria episódica que ayuda a recordar dónde se encontraba un objeto en particular en el entorno. Estudios de neuroimagen han demostrado que el hipocampo desempeña un papel importante en la navegación espacial y la memoria episódica. [ 7 ] Además, las células de visión espacial les permiten recordar la ubicación de objetos incluso si no están físicamente presentes en el entorno. Las neuronas asociadas con el recuerdo de la ubicación y el objeto se encuentran frecuentemente en el hipocampo de los primates . Estas células de visión espacial no solo recuerdan ubicaciones específicas, sino que también recuerdan distancias entre otros puntos de referencia alrededor del lugar para comprender mejor la ubicación espacial de los lugares.
En aplicaciones del mundo real, los monos recuerdan dónde vieron fruta madura con la ayuda de células de visión espacial. Los humanos utilizan células de visión espacial cuando intentan recordar dónde pudieron haber visto a una persona o dónde dejaron sus llaves. Los sistemas de control visual y de movimiento ocular altamente desarrollados de los primates les permiten explorar y recordar información sobre lo que hay presente en lugares del entorno sin tener que visitarlos físicamente. Este tipo de memoria sería útil para la navegación espacial , en la que los primates visualizan todo de forma alocéntrica , o global, lo que les permite transmitir indicaciones a otros sin recorrer físicamente toda la ruta. Los primates utilizan estas células en su vida cotidiana. [ 8 ]
Eliminación de la celda de vista espacial
Las enfermedades y afecciones que dañan el cerebro y el hipocampo también pueden dañar las células de visión espacial, que se encuentran en el hipocampo. Los accidentes cerebrovasculares , la meningitis y la encefalitis son solo algunas de las diversas enfermedades que pueden dañar las células de visión espacial. Algunos síntomas clínicos presentes en pacientes con daño al sistema nervioso central incluyen: fiebre , alteración del estado mental y rigidez de cuello . Estudios de lesiones han demostrado que el daño al hipocampo o a algunas de sus conexiones, como el fórnix , en monos produce déficits en el aprendizaje sobre la ubicación de los objetos y sobre los lugares donde se deben realizar las respuestas. Este tipo de daño cerebral a menudo resulta en una memoria de objeto-lugar deteriorada. Las tareas de memoria de objeto-lugar requieren que el mono no solo recuerde el objeto visto, sino que también debe recordar dónde lo vio en el entorno. Se ha demostrado que las lesiones parahipocampales posteriores en macacos deterioran incluso un tipo simple de aprendizaje de objeto-lugar en el que solo se necesita un par de estímulos únicos para la memoria. [ 9 ]
Relación con otras enfermedades
Los pacientes con daño en las células de visión espacial a menudo presentan síntomas similares a los de otras enfermedades como: demencia vascular, enfermedad de Alzheimer , amnesia fugaz, degeneración macular y daño del nervio óptico. [ 10 ] Otra enfermedad que refleja signos de daño en la visión espacial son las lesiones del fórnix que afectan el aprendizaje de discriminación condicionada izquierda-derecha. Los pacientes con daño en el lóbulo temporal , que también incluye el hipocampo, a veces pueden tener amnesia . Los pacientes con amnesia a menudo presentan problemas de memoria en los que tienen dificultad para recordar tanto lo que vieron como dónde vieron el objeto o evento. Estos signos apuntan a un posible daño en las células de visión espacial que se encuentran en el hipocampo. [ 11 ]
Investigación actual que involucra células de visión espacial
Frecuencia de disparo óptima
Las investigaciones actuales demuestran que la tasa máxima de activación de las células de visión espacial se obtiene cuando el agente de prueba puede explorar el entorno libremente. Las pruebas en las que no se permitió la locomoción activa del mono arrojaron muy pocos resultados en la detección de células de visión espacial en el hipocampo . La mayoría de los experimentos realizados para identificar estas células involucraron el uso de macacos como sujetos de prueba. Este tipo de células se identifican monitorizando el hipocampo de los monos mientras se estimula su cerebro mediante la presentación de diversas imágenes y objetos en su campo visual. Varios investigadores utilizan diferentes metodologías, en sincronía con el experimento, para identificar estas células de visión espacial. Por ejemplo, en una tarea de respuesta espacial retardada, se le muestra al mono un estímulo en un lado de la pantalla y luego se retira. Tras un breve lapso, el estímulo se presenta nuevamente al mono en la misma ubicación, y la activación de la célula en el hipocampo asociada específicamente con la ubicación hacia donde mira el mono, independientemente de su posición, ayuda a identificar la célula de visión espacial. En este experimento, los monos son incentivados recompensándolos con jugo de fruta cuando identifican correctamente el mismo objeto en el mismo lugar dos veces seguidas, y si se equivocan, reciben una solución salina. [ 9 ]
Asociación con recuerdos episódicos
Los experimentos suelen utilizar tareas de memoria de objetos y lugares porque son representativas de las memorias episódicas y a menudo emplean partes similares del cerebro . [ 6 ] [ 9 ] También se cree que cuando se almacena una memoria episódica, parte del contexto de ese evento también se almacena junto con ella. Como resultado, recordar un lugar determinado puede vincular las emociones de ese momento. Estos recuerdos no solo ocurren si se recuerda un lugar, sino que son propensos a ocurrir si la persona está en el mismo estado de ánimo que estaba en el momento del evento. Las recompensas también se recuerdan junto con el lugar en el que se recibieron. Se ha demostrado que las células de visión espacial son independientes de la dirección de la cabeza y las células de lugar. Se ha demostrado que las células de visión espacial responden incluso en la oscuridad sin ninguna señal visual siempre que el sujeto de prueba estuviera mirando en la dirección correcta. Se cree que en ausencia de señales visuales, las células de visión espacial responden a partir de las entradas que reciben de las células de dirección de la cabeza y las células de lugar junto con la posición de los ojos del primate . El uso del sistema vestibular y las señales propioceptivas también proporcionan una sensación de dirección hacia la que mira el animal en la oscuridad. [ 12 ]
Capacidad para actualizarse con nueva información
Las investigaciones han revelado que las células de visión espacial se actualizan constantemente con otras entradas del cuerpo. Por ejemplo, cuando un mono se orienta en una posición espacial diferente, como estar boca abajo, las células de visión espacial siguen respondiendo cuando el sujeto de prueba mira en la dirección adecuada. Esto implica que las células de visión espacial reciben un flujo constante de información nueva. [ 13 ] Esta integración de diversas entradas desarrolla redes de atractores continuos. Las redes neuronales de atractores continuos, también conocidas como CANN, se utilizan habitualmente al estudiar las células de visión espacial desde un punto de vista idiotético . Las CANN permiten a los investigadores monitorizar de cerca las células de dirección de la cabeza asociadas y las células de lugar junto con las células de visión espacial como un único "paquete" de actividad neuronal. [ 12 ]
Referencias
- ↑ Franzius M, Sprekeler H, Wiskott L (2007). "La lentitud y la escasez conducen a células de lugar, dirección de la cabeza y visión espacial" . PLOS Computational Biology . 3 (8): 1605– 22. Bibcode : 2007PLSCB...3..166F . doi : 10.1371/journal.pcbi.0030166 . PMC 1963505. PMID 17784780 .
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- ↑ Dr. Manish N. Patel, médico residente del Departamento de Medicina Familiar del Centro Médico St. Vincent. Fecha de la entrevista: 19 de octubre de 2010.
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- 1 2 Stringer SM, Rolls ET, Trappenberg TP (enero de 2005). "Modelos de redes de atractores continuos autoorganizados de células de visión espacial del hipocampo". Neurobiol Learn Mem . 83 (1): 79– 92. CiteSeerX 10.1.1.67.2605 . doi : 10.1016/j.nlm.2004.08.003 . PMID 15607692. S2CID 2513451 .
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- Hipocampo (cerebro)
