Mantener un registro del tiempo es una de las tareas más importantes del cerebro. A medida que el cerebro procesa la inundación de imágenes y sonidos que encuentra, también recordar cada suceso temporalmente. Pero, ¿cómo se hace eso? ¿Cómo funciona su cerebro para recordar que antes de ponerse los zapatos hay que ponerse las medias y no al revés? Durante décadas, los neurocientíficos han teorizado que el cerebro “estampa” el tiempo de los acontecimientos a medida que ocurren, lo que nos permite hacer un seguimiento de dónde estamos en el tiempo y cuando se produjeron los hechos en el pasado. Sin embargo, no pudieron encontrar ninguna prueba de que estas “marcas” del tiempo realmente existieran, hasta ahora.

Un equipo del MIT dirigido por la profesora Ann Graybiel ha encontrado grupos de neuronas en el cerebro de los primates que “codifican” el tiempo con una precisión extrema. “Todo lo que hacemos lleva el sello del tiempo, a continuación, recordando los acontecimientos es fácil: volver atrás y mirar a través de sus marcas de tiempo hasta que vea cuáles están correlacionadas con el evento,” ella dice. 

Ese tipo de controlar el momento preciso es crítico para las tareas cotidianas como conducir un coche o tocar el piano, así como el seguimiento de los acontecimientos pasados.

El descubrimiento, publicado en la edición de esta semana de las Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (PNAS), podría conducir a nuevos tratamientos para enfermedades como la enfermedad de Parkinson, donde se deteriora la capacidad de controlar el momento de los movimientos.

El equipo de investigación capacitó a dos monos para realizar una simple tarea con el movimiento de los ojos. Después de recibir el “vamos” de la señal, los monos eran libres para realizar la tarea a su propio ritmo. Los investigadores encontraron que las neuronas que constantemente se dispararon en momentos específicos – 100 milisegundos, 110 milisegundos, 150 milisegundos, y así sucesivamente – después del “vamos” de la señal. 

”Pronto nos dimos cuenta que habían células de mantenimiento del tiempo, que todo el mundo ha querido encontrar, pero nadie ha encontrado antes”, dice Graybiel, que también es un investigador en el McGovern Institute del MIT para la investigación del cerebro.

Las neuronas se encuentran en la corteza prefrontal y el estriado, los cuales desempeñan un papel importante en el aprendizaje, el movimiento y control del pensamiento. 

El nuevo trabajo es una elegante demostración de cómo el cerebro representa al tiempo, dice Peter Strick, profesor de neurobiología de la Universidad de Pittsburgh, quien no participó en la investigación. “Tenemos los receptores sensoriales de la luz, el sonido, el tacto, del calor y el frío, y el olfato, pero no tenemos receptores sensoriales para el tiempo. Este es un sentido construido por el cerebro”, dice.

La clave del éxito del equipo fue una nueva técnica que permite a los investigadores registrar las señales eléctricas de cientos de neuronas en el cerebro de forma simultánea, y una forma matemática para analizar las señales del cerebro,

Aunque este estudio se centró en la corteza prefrontal y el estriado, los investigadores especulan que otras regiones del cerebro también pueden tener las neuronas que marcan la hora. También sugierieron que la nueva investigación podría ayudar a pacientes con enfermedad de Parkinson, que a menudo se comportan como si se deterioran las funciones temporales de sus cerebros y tienen problemas para realizar tareas que requieren un ritmo preciso, como el baile, y el tiempo parece pasar más despacio para ellos.

Los estímulos rítmicos tales como el aprovechamiento puede ayudarles a hablar más claramente. 

Orientación de la hora normal de las neuronas con prótesis neurales o de las drogas – incluyendo posiblemente los productos químicos naturales del cerebro como la dopamina y la serotonina – pueden ayudar a tratar los síntomas de Parkinson, dicen los investigadores.

Los estudios futuros en esta área podría arrojar luz sobre cómo el cerebro produce estos sellos del tiempo y de cómo esta función puede controlar el comportamiento y el aprendizaje. El trabajo también plantea interrogantes sobre cómo el cerebro interpreta el paso del tiempo de manera diferente en diferentes circunstancias.

A veces el tiempo se mueve rápidamente, y en algunos casos el tiempo parece ir más despacio. Al parecer todo esto en última instancia, tiene una representación neuronal.

Referencia

Jin DZ, Fujii N, Graybiel AM. Neural representation of time in corticobasal ganglia circuits. Proceedings of the National Academy of Sciences, doi:10.1073/pnas.0909881106