Un grupo de investigadores del la Keck School of Medicine of the University of Southern California ha hallado un patrón sorprendente y organizado en el hipocampo una de las regiones clave del cerebro implicadas en la memoria, la navegación espacial y las emociones. Este hallazgo abre nuevas vías para entender cómo se estructura internamente el cerebro y por qué algunas enfermedades neurológicas afectan de forma selectiva a ciertos tipos de neuronas.

Una organización laminar inesperada en el hipocampo

Hasta ahora, se pensaba que el área CA1 del hipocampo tenía una mezcla relativamente difusa de células nerviosas —una especie de mosaico celular sin una organización claramente estratificada. Pero el trabajo del equipo del  ha demostrado algo distinto: dentro de CA1 existen cuatro capas continuas de neuronas piramidales, cada una con un perfil genético propio.

Para llegar a este hallazgo, los científicos aplicaron técnicas avanzadas de imagen basada en ARN (usando la técnica denominada “RNAscope” combinada con microscopía de alta resolución) sobre tejido de ratón. Analizaron 58 065 células piramidales de CA1 y detectaron más de 330 000 moléculas de ARN —indicadoras de la actividad génica en cada célula—. Con esos datos pudieron reconstruir un atlas detallado que revela cómo las diferentes neuronas se distribuyen a lo largo del hipocampo, formando “bandas” definidas que se extienden longitudinalmente.

Estas bandas no son estáticas: su grosor y su posición varían ligeramente en distintas zonas del CA1. Esa variabilidad podría explicar por qué distintas partes del hipocampo participan en funciones distintas como la memoria, la navegación o las emociones. Además, ofrece una posible explicación a por qué ciertas enfermedades afectan más a unas neuronas que a otras dependiendo de su localización.

Implicaciones para la memoria, la navegación y las enfermedades neurológicas

Gracias a esta nueva “arquitectura interna”, ahora resulta más plausible comprender cómo diferentes circuitos neuronales cumplen funciones diferenciadas. Si cada capa alberga un tipo de neurona con características genéticas específicas, puede haber capas especializadas en codificar memoria espacial, otras en memoria emocional, otras en consolidación de recuerdos, etc. Esa división estructural añade un nivel de organización mucho más preciso que el que hasta ahora manejábamos.

Asimismo, dado que el hipocampo —y en particular CA1— es de las primeras regiones que se deterioran en enfermedades como Alzheimer  o en condiciones como la epilepsia, la existencia de capas neuronales distintas podría ayudar a identificar por qué ciertas neuronas son más vulnerables. Por ejemplo: si un trastorno afecta preferentemente a las neuronas de una capa concreta, su impacto variará según qué parte del CA1 esté dominada por esa capa. Esto podría explicar variaciones en la sintomatología o en la progresión de la enfermedad.

Técnicas de última generación: un atlas celular y una herramienta de visualización 3D

El estudio no solo arroja un descubrimiento estructural: sus autores han creado un atlas celular del CA1 basado en expresión génica, disponible para la comunidad científica a través del recurso Hippocampus Gene Expression Atlas (HGEA). Además, han desarrollado una aplicación de realidad aumentada, Schol-AR, que permite explorar en tres dimensiones las capas recién descubiertas.

Este tipo de herramientas representan un avance técnico importante: al mapear la expresión génica a resolución de célula individual (single-cell resolution) y combinarlo con visualización 3D, se accede a un nivel de detalle anatómico que antes estaba reservado a técnicas mucho más invasivas o poco precisas.

El hecho de que una arquitectura similar pueda encontrarse en primates —y tal vez en humanos— convierte este atlas en un punto de partida prometedor para estudios futuros sobre función cognitiva, neurodegeneración y terapias.

Cuantificando el impacto: cifras y dimensiones del hallazgo

Para tener una idea de la escala del estudio conviene contextualizar algunos datos: más de 58 000 neuronas analizadas, más de 330 000 moléculas de ARN detectadas, y la identificación clara de cuatro capas laminares. Antes de este estudio, los modelos concebían CA1 como una región heterogénea sin una división clara.

Además, la variabilidad en grosor y composición de cada capa a lo largo del eje del hipocampo sugiere que la “geografía interna” del CA1 es dinámica y compleja: la estructura no es uniforme, lo que implica que funciones distintas podrían concentrarse en segmentos específicos del hipocampo.

Reflexiones: hacia una nueva comprensión de la memoria y la vulnerabilidad neuronal

Este descubrimiento transforma nuestra perspectiva sobre el hipocampo. Al mostrar que existe una estructura organizada y coherente —en lugar de un conjunto caótico de neuronas—, el estudio invita a repensar cómo codificamos la memoria, cómo se organiza la navegación espacial, e incluso cómo surgen algunas dolencias neurológicas.

A su vez, el uso de técnicas de mapeo génico combinado con visualización 3D representa un cambio de paradigma: ya no basta estudiar el cerebro como un conjunto de regiones funcionales; ahora podemos examinar su arquitectura microscópica y entender con precisión qué tipos de neuronas están implicados en cada función.

En el futuro, esta línea de investigación puede abrir camino a tratamientos más específicos: terapias dirigidas a capas neuronales vulnerables, estudios sobre degeneración selectiva, o incluso una comprensión más fina de procesos como la memoria episódica, la consolidación del recuerdo o la codificación espacial.

Reflexiones finales

Aunque este hallazgo ha sido realizado en ratones, la existencia de similitudes previas entre hipocampos de roedores, primates y humanos sugiere que la organización en capas podría ser una característica general de mamíferos. Por eso resulta esencial que estudios posteriores exploren si este patrón se conserva en humanos —y en qué medida—. También es clave investigar cómo estas capas contribuyen de forma diferenciada a funciones cognitivas.

En definitiva, lo que antes se consideraba una masa neuronal sin orden preciso, aparece ahora como una estructura ordenada, definida y con capas funcionales. Ese cambio de paradigma podría reconfigurar buena parte de la neurociencia de la memoria y las patologías relacionadas con el hipocampo.