La memoria espacial —esa capacidad que nos permite recordar dónde están los objetos, cómo movernos por un entorno o distinguir entre ubicaciones similares— es una de las primeras facultades cognitivas que suele deteriorarse con la edad. Un estudio reciente con ratones revela que las denominadas grid cells del área entorrinal medial, que actúan como una especie de sistema GPS interno, pierden estabilidad y precisión en individuos envejecidos. Sin embargo, no todos envejecen igual: algunos ratones mayores mantuvieron mapas cerebrales tan nítidos como los jóvenes, lo que apunta a factores genéticos o moleculares de resiliencia. Este tipo de hallazgos podría ayudar a comprender cómo prevenir o moderar el deterioro espacial en humanos, y quizá a detectar tempranamente riesgos de demencia.

El GPS interno del cerebro y su declive

Cuando caminamos por una ciudad nueva o buscamos dónde aparcamos el coche, confiamos en señales sensoriales, puntos de referencia visuales y una representación interna del espacio. En el cerebro ese trabajo lo realizan regiones como el hipocampo y el llamado medial entorhinal cortex (MEC). Dentro del MEC hay neuronas especiales: las grid cells, que disparan de forma periódica conforme el animal explora el espacio, generando un tipo de patrón hexagonal que sirve de referencia. Estas células combinan señales de dirección de la cabeza, velocidad y localización para construir mapas internos de entornos.

El experimento al que hace mención el artículo utilizó tres grupos de ratones: jóvenes (~3 meses), de mediana edad (~13 meses) y ancianos (~22 meses), que corresponderían aproximadamente a humanos de 20, 50 y 80 años. Los ratones corrían sobre una bola fija dentro de escenarios virtuales mientras buscaban recompensas ocultas. Con el tiempo aprendieron a detenerse en los puntos adecuados para conseguir la recompensa, y las grid cells desarrollaron patrones específicos para cada pista. Pero cuando los investigadores cambiaban aleatoriamente entre dos pistas previamente aprendidas, los ratones mayores tuvieron dificultades para discriminar cuál pista estaban recorriendo y se comportaron de forma errática, mientras que los jóvenes y de mediana edad ajustaban su actividad neuronal rápidamente. En los ratones envejecidos, las grid cells emitían disparos menos estables, lo que refleja un fallo en la codificación espacial del entorno. Puedes consultar el artículo original en Neuroscience News.

Lo más interesante es que dentro del grupo de animales ancianos hubo variabilidad. Un ratón identificado como “super-ager” mantuvo un rendimiento sobresaliente, con mapas neuronales tan claros como los de ratones jóvenes. Al analizar su genoma y comparar la expresión de genes en los MEC de los ratones, los científicos encontraron 61 genes cuya regulación parecía estar vinculada con la estabilidad espacial en envejecidos. Entre ellos aparece Hapln4, implicado en la estructura de la matriz extracelular que rodea neuronas y que podría reforzar la estabilidad sináptica.

Esta línea de investigación encaja con otros estudios humanos en los que se observa que la memoria espacial basada en marcos de referencia allocéntricos (es decir, objeto a objeto, independientes del punto de vista) es especialmente sensible al envejecimiento normal. En uno de esos trabajos, adultos mayores de 65 años realizaron pruebas visuales en las cuales debían determinar si un punto de referencia estaba a la derecha o izquierda de su posición. Los jóvenes (18-25 años) superaron ampliamente a los mayores, indicando que la memoria espacial allocéntrica se degrada con la edad. El estudio está disponible en PubMed.

Otro estudio con humanos empleó entornos virtuales y documentó que adultos de mediana edad exploraban menos un laberinto que los jóvenes: recorrían distancias más cortas, hacían más pausas en puntos decisivos y favorecían puntos concretos en lugar de entender el mapa completo. Esa estrategia puede contribuir al declive en habilidad espacial observada más tarde. Más detalles se pueden consultar en Neuroscience News.

Lo técnico detrás del deterioro: sinapsis, codificación y variabilidad

El deterioro de la memoria espacial con la edad no es simplemente una cuestión de “menos neuronas”, sino una alteración en la dinámica de codificación. En los ratones envejecidos, las grid cells fallan a la hora de estabilizar patrones de disparo específicos para distintos contextos. La “remapping” —el proceso neuronal por el cual las redes reconfiguran sus mapas al cambiar de entorno— se vuelve errática. Esto provoca que la señal neuronal no distinga entre pistas distintas, lo que se traduce en fallos de memoria espacial.

Desde el punto de vista sináptico, se observan alteraciones en la plasticidad: las conexiones excitatorias e inhibitorias pueden desregularse, los niveles de neurotransmisores (como glutamato o GABA) cambiar, y los mecanismos de estabilización (por ejemplo, la consolidación de sinapsis potentes) perder eficacia. Además, la expresión de genes relacionados con el mantenimiento de la matriz perineuronal podría mermar, debilitando la estructura de soporte que estabiliza circuitos.

Un modelo matemático interesante sugiere que incluso si las conexiones sinápticas son transitorias (es decir, cambian o decaen con el tiempo), podría existir un mapado estable emergente si el sistema posee mecanismos de refuerzo periódico o replay neuronal. Ese tipo de modelo ha sido propuesto usando técnicas de topología algebraica para representar mapas espaciales robustos en redes con conexiones dinámicas, tal como se detalla en arXiv.

El problema añadido es que, con el paso del tiempo, las neuronas pueden “derivar” en su patrón de activación, lo que reduce la fidelidad de la representación espacial. En experimentos recientes con memoria episódica se ha visto que solo entre el 5 % y el 10 % de neuronas del hipocampo mantienen respuesta consistente a un mismo entorno en distintas sesiones, lo que implica un representational drift. Esa deriva es más pronunciada cuando la excitabilidad neuronal decae, y eso es algo que tiende a ocurrir con la edad. Este fenómeno se describe en profundidad en Live Science.

Implicaciones para la salud cognitiva humana

Aunque los experimentos descritos provienen del modelo murino, las analogías con humanos son claras. La memoria espacial es frecuentemente una de las funciones más precoces en verse mermada en casos de deterioro cognitivo leve o demencia incipiente. Una persona puede aún reconocer su barrio habitual, pero tener dificultad para aprender rutas nuevas o distinguir lugares similares, por ejemplo dos pisos parecidos en un edificio.

En estudios con neuroimagen en humanos, se ha observado que las señales entrantes hacia el hipocampo pierden fidelidad con la edad y que la remapping de las representaciones espaciales es menos distinta entre entornos. En ensayos con realidad virtual, los adultos mayores exhiben representaciones neuronales que no distinguen con claridad entre dos escenarios distintos, lo que sugiere una codificación menos precisa en estructuras como la corteza entorrinal. Investigaciones de la Universidad de Arizona han descrito este efecto con detalle en News Arizona.

Si se lograra identificar personas con riesgo elevado basándose en pruebas de memoria espacial o en biomarcadores genéticos asociados con esa estabilidad neural —como los 61 genes hallados en el estudio murino (investigación experimental realizada en ratones)— podríamos intervenir tempranamente. Entrenamientos cognitivos centrados en navegación espacial, estimulación ambiental o incluso modulaciones farmacológicas o neuromodulación podrían ayudar a preservar la función.

Además, porque algunos individuos envejecidos, los llamados “super-agers”, muestran una retención notable de memoria espacial, estudiar sus rasgos moleculares o neuronales puede revelar blancos terapéuticos: ¿qué hace que esos cerebros resistan mejor el paso del tiempo? Esa heterogeneidad es una pista clave para diseñar estrategias de protección cognitiva.

Reflexiones finales

La memoria espacial es una faceta esencial de nuestra cognición cotidiana y su declive tiene repercusiones directas en la autonomía personal. Ver cómo las grid cells pierden estabilidad, cómo la remapping neuronal se vuelve errática y cómo solo una minoría de neuronas conserva respuestas coherentes nos da una mirada técnica a los mecanismos subyacentes del deterioro cognitivo.

El desafío ahora es integrar estos descubrimientos del modelo animal con estudios humanos longitudinales. Sería útil diseñar pruebas de memoria espacial cada vez más sensibles, combinarlas con genética, neuroimagen y ensayos de intervención. Esa integración puede permitir no solo diagnosticar antes, sino ralentizar o mitigar el declive.

En un mundo donde la esperanza de vida se alarga, preservar la capacidad de orientarse, moverse con confianza en nuevos espacios y distinguir entornos parecidos es fundamental. Si logramos descifrar por qué algunos cerebros envejecen mejor que otros, podríamos transformar el modo en que enfrentamos el deterioro cognitivo.