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Neuropsicología de la navegación espacial

reconocimiento de lugares dependiente de la perspectiva y el sistema de reorientación. Distintas especies de animales, incluidos los humanos, navegarían principalmente mediante representaciones dinámicas y no estáticas, momentáneas y no duraderas, egocéntricas más que alocéntricas y limitadas a partes restringidas de la información ambiental que están percibiendo.

  • La integración de rutas (navegación a estima, path integration o dead reckoning) consiste en una actualización de la información de los desplazamientos realizados, que permite a un animal (incluidos los humanos) en movimiento mantener en la memoria la huella sobre la localización de un lugar en relación con su posición actual, mediante la integración de la información proporcionada por los movimientos y desplazamientos realizados durante el recorrido. Este mecanismo es una estrategia de actualización dinámica de la información espacial sin claves externas, utilizando sólo la información vestibular, propioceptiva y de flujo óptico. Para ello, se estima la posición actual calculando la distancia y la dirección recorridas desde la última posición conocida. El sujeto tendría un punto interno de referencia tomado antes de iniciar la navegación y la posición actual se integraría con respecto a ese punto de referencia actualizándose continuamente y proporcionando un vector de dirección.
  • El sistema de reconocimiento de lugares dependiente de la perspectiva consiste en el recuerdo del entorno desde el ángulo de visión que el animal ya conoce. Es decir, las representaciones son adquiridas por la aproximación desde una dirección constante. El animal realiza diferentes aproximaciones desde distintos puntos y así almacena múltiples vistas de un entorno familiar y puede reconocerlo desde distintas perspectivas. La existencia de representaciones espaciales dependientes de la perspectiva está indicada por estudios en los que el tiempo necesario para reconocer fotografías tomadas desde otros puntos de vista aumenta linealmente conforme lo hace el ángulo entre las dos perspectivas. Otros estudios muestran que si se pide a un sujeto que apunte hacia un objeto desde un ángulo de visión imaginario, tardará menos tiempo y será más preciso cuanto más se parezca la dirección solicitada a la de la perspectiva entrenada, lo cual sugiere que la representación de la escena se almacena de una forma dependiente del ángulo de visión.
  • El sistema de reorientación restaura las relaciones espaciales entre un animal y su ambiente cuando la integración de rutas queda totalmente interrumpida. Aunque este sistema opera principalmente con la descripción geométrica de la superficie circundante también utiliza una representación del lugar dependiente del ángulo de visión. Estas representaciones son diferentes de los mapas cognitivos principalmente en que estos son alocéntricos mientras que el sistema de reorientación sería egocéntrico y se basaría en el reconocimiento de claves geométricas desde la perspectiva del animal y no en la relación interna entre las claves geométricas.

Módulos geométricos

Otra aproximación diferente y que va ganando fuerza progresivamente es la que considera que el principal sistema de orientación espacial se basa en la utilización de módulos geométricos. Esta teoría afirma que los animales emplean para orientarse la geometría del entorno, ignorando otras clases de información, como las características de los objetos (color, rugosidad, etc…). Los módulos geométricos planteados por Cheng son impenetrables a la información proporcionada por cualquier otro sistema. Cheng propone una organización modular en la representación espacial que codifica sólo y exclusivamente las propiedades geométricas. Algunos autores consideran que muchos animales (como las ratas) y los niños pequeños, utilizan este sistema como método único o prioritario de navegación espacial.

Los diferentes sistemas de navegación se utilizan conjuntamente y en paralelo

Los animales manejan los sistemas anteriormente descritos y los utilizan en paralelo y de manera cooperativa. Tanto los mecanismos alocéntricos como los asociativos participan en la formación de mapas cognitivos, y normalmente contribuyen a llevar a cabo el aprendizaje espacial. Los sistemas de taxón contribuyen en el proceso de formación de mapas cognitivos, mediante el uso de claves asociativas para calibrar el mapa o incluso para sustituirlo en el caso de que las claves extralaberinto se reduzcan o desaparezcan. La concordancia entre ambos tipos de información es facilitada para el cumplimiento de la tarea y los dos tipos de mecanismo espacial funcionan de manera acumulativa.

Bases neurales de la navegación espacial

Estas distintas estrategias de navegación se sustentan en diferentes bases cerebrales que han sido estudiadas tanto por métodos de registro como lesionales. Son varias las regiones cerebrales implicadas en la percepción, cognición y acción espacial, especialmente el córtex parietal y el hipocampo.

El lóbulo parietal ha sido identificado como el sustrato neural que permite la percepción y actuación dentro de un marco egocéntrico de referencia determinado por la posición de los ojos, la cabeza, los brazos y el cuerpo.

El hipocampo, en cambio, ha sido postulado como la estructura implicada en la navegación a través de espacios a gran escala y en la representación de las relaciones espaciales basadas en un marco de referencia alocéntrico, independiente de la posición del sujeto.

Además del lóbulo parietal y la formación hipocampal participan otras regiones corticales como los lóbulos frontales y occipitales o el circuito de células de dirección de la cabeza (repartido por diversas regiones cerebrales).

Hipocampo, memoria y procesamiento espacial

La lesión del hipocampo tiene graves efectos en la conducta de exploración, en las reacciones a la novedad espacial y en tareas de navegación espacial que requieren localizar una meta utilizando la distribución espacial de las claves o sus relaciones topográficas, pero no produce grandes efectos cuando se puede localizar la meta asociándola directamente con una clave local o utilizar cualquier otra estrategia egocéntrica.

Por otra parte, también se ha descrito una relación entre el entrenamiento en tareas de navegación espacial y el tamaño del hipocampo en humanos. En un famoso estudio con imagen por resonancia magnética se encontró que el volumen de materia gris en el hipocampo de los taxistas de Londres era significativamente superior al de los sujetos control y sugieren que esa diferencia puede deberse al uso y actualización de representaciones espaciales en los taxistas.

Células de lugar del hipocampo

Utilizando diversas técnicas de registro