Camina por la calle buscando la dirección que le ha dado su amiga... pero, ¿qué ocurre en su cerebro en ese momento? La navegación espacial moviliza toda una serie de funciones cognitivas.
En realidad, el “sentido de la orientación” no es una capacidad única, sino un conjunto de tareas coordinadas, distribuidas entre diferentes zonas del cerebro, que trabajan conjuntamente para que llegue a su destino.
Las funciones cognitivas
Las funciones cognitivas agrupan las capacidades mentales del cerebro que permiten interactuar con el entorno, como la atención, la memoria, el lenguaje; las funciones ejecutivas – razonamiento, organización – y las capacidades viso-espaciales. Son esenciales para nuestro aprendizaje, nuestra adaptación y nuestro funcionamiento diario, y pueden verse afectadas por trastornos cerebrales o psíquicos.
Las capacidades mentales. Capacidad de comprender la naturaleza y los efectos de la acción en la que participa un individuo.
Principales funciones cognitivas
La memoria. La memoria es la capacidad de registrar información procedente de diversas experiencias y acontecimientos, conservarla y recuperarla en forma de recuerdos, conocimientos o habilidades. La memoria es el resultado de un proceso de memorización; es el recuerdo de hechos antiguos y recientes. Incluye la capacidad de registrar, almacenar y recuperar información a corto y largo plazo, así como la memoria de trabajo para manipular información de forma temporal.
Las funciones ejecutivas
Las funciones ejecutivas son un conjunto de procesos cognitivos de alto nivel que controlan y regulan nuestros pensamientos, emociones y acciones, y nos permiten adaptarnos a situaciones nuevas o complejas.
Son responsabilidad principal del córtex prefrontal, una región del cerebro que sigue desarrollándose hasta la edad adulta. Es el conjunto de capacidades para organizarse, planificar y resolver problemas complejos.
Las capacidades viso-espaciales
Son esenciales para tareas cotidianas como orientarse, calcular distancias y comprender las relaciones espaciales entre los objetos. El desarrollo de estas capacidades se logra, en particular, mediante juegos de construcción y rompecabezas, y su disfunción puede afectar a la motricidad y al cálculo.
La percepción (Gnosias). La percepción puede definirse como la capacidad viso-espacial de captar, procesar y dar sentido a la información que recogen nuestros sentidos. La percepción es, por lo tanto, el proceso cognitivo que nos permite interpretar nuestro entorno a partir de los estímulos que captamos gracias a los órganos sensoriales. Nos permite reconocer e interpretar la información sensorial (visual, auditiva, etc.).
La motricidad (praxias). Las praxias son funciones relacionadas con la motricidad y los movimientos del cuerpo. Se trata de la capacidad de coordinar y adaptar actividades gestuales voluntarias dirigidas a un objetivo. Las praxias nos permiten coordinar, planificar y ejecutar gestos de forma voluntaria y espontánea. Son habilidades necesarias para realizar movimientos complejos y coordinados.
Importancia de las funciones cognitivas. Estas funciones son cruciales para nuestro rendimiento diario, nuestra autonomía y nuestra capacidad para interactuar eficazmente con el mundo que nos rodea. Las disfunciones pueden provocar dificultades en tareas sencillas, desde la toma de decisiones hasta la organización de actividades.
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Saber orientarse en el espacio es una habilidad fundamental, pero no es algo fácil para todo el mundo. Para tratar de entender mejor por qué algunas personas tienen mejor sentido de la orientación que otras, los investigadores han estudiado las habilidades de navegación que usamos para orientarnos en el espacio.
La relación entre las capacidades espaciales relacionadas con los objetos y el rendimiento de la navegación virtual
Investigadores del University College de Londres, el Trinity College de Dublín, la Universidad McGill de Montreal, la Universidad de California, la Universidad de East Anglia (Norwich, G.B.) y el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS, Francia) han analizado en un estudio, publicado en PloS One en mayo 2024, las capacidades de navegación que utilizamos para orientarnos en el espacio.
La navegación espacial es un comportamiento multifacético que involucra muchos aspectos diferentes de la cognición. Las capacidades visoespaciales, como la rotación mental y la memoria de trabajo visoespacial, en particular, pueden ser factores clave.
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| Sea Hero Quest |
Los 78 participantes en el estudio jugaron durante varias horas al videojuego Sea Hero Quest en teléfonos y tabletas. Su misión: atravesar diferentes entornos acuáticos realizando diversas tareas, como llegar a puntos de encuentro o desplazarse a lo largo de un río para encontrar un objeto, antes de llevarlo de vuelta al punto de partida.
Se desarrolló una serie de pruebas para evaluar el procesamiento y la memoria visoespaciales, pero la relación entre estas pruebas y la capacidad de navegación sigue sin estar clara. Se utilizaron tres pruebas de navegación distintas integradas en SHQ: orientación, integración de trayectorias y memoria espacial en un laberinto radial.
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| Prueba de Corsi |
Encontraron pocas correlaciones fuertes entre sus mediciones. Ser bueno en una prueba de navegación virtual no significa que una persona también sea buena en la integración de la trayectoria, que tenga una memoria superior en un laberinto de brazos radiales o que se considere a sí misma con un buen sentido de la orientación.
Sin embargo, observaron que los participantes que eran buenos en la tarea de orientación del SHQ tendían a obtener buenos resultados en las tres tareas visoespaciales examinadas aquí, y también utilizaban una estrategia de puntos de referencia en la tarea del laberinto radial. Estos resultados ayudan a aclarar las asociaciones entre las diferentes capacidades implicadas en la navegación espacial.
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| Laberinto radial |
Las personas que se basan en puntos de referencia visuales (la forma de una isla, una montaña o una palmera virtual, por ejemplo) se orientan mejor que las que utilizan un método de contar el número de pasos o giros.
Además, las personas que se consideran buenas navegando no obtienen necesariamente mejores resultados que las demás. De hecho, las personas tienden a evaluarse en función de su capacidad para utilizar un GPS, una tarea algo menos compleja que las que se utilizan en la prueba.
Es importante comprender esta relación para mejorar las pruebas de orientación destinadas al seguimiento de diversas enfermedades (por ejemplo, el Alzheimer), uno de cuyos primeros síntomas es la deficiencia espacial.
Cambio estructural relacionado con la navegación en el hipocampo de los taxistas
Científicos de McGill University (Montreal) en un estudio, publicado en PNAS (The Proceedings of the National Academy of Sciences) en marzo 2000, demostraron que los taxistas de Londres, quienes deben memorizar la compleja geografía de la ciudad, tienen un mayor volumen de materia gris en el hipocampo posterior derecho.
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| Taxista de Londres |
El hipocampo posterior de los taxistas fue significativamente más grande en relación con el de los sujetos de control. Una región hipocampal más anterior fue más grande en los sujetos de control que en los taxistas. El volumen del hipocampo se correlacionó con la cantidad de tiempo empleado como taxista, positivamente en el hipocampo posterior y negativamente en el anterior.
El estudio demostró la plasticidad cerebral en el cerebro adulto y cómo la experiencia puede modificar la estructura de un área cerebral como el hipocampo para adaptarse a las demandas de un entorno complejo.
Según los investigadores este estudio en taxistas de Londres muestra que, debido a su intenso entrenamiento de navegación, tienen un mayor volumen de materia gris en el hipocampo posterior en comparación con no taxistas, lo que evidencia plasticidad cerebral y un hipocampo más grande, capaz de almacenar un "mapa mental" de la ciudad.
Este cambio estructural se relaciona con la memoria espacial y la orientación, y es un ejemplo de cómo el cerebro adulto se adapta a estímulos ambientales y experiencias complejas.
La entropía y un subconjunto de medidas geométricas de las rutas predicen la navegabilidad de un entorno
Investigadores de las universidades de Sheffield, Stirling, Northumbria (Gran Bretaña) y del CNRS (Francia) revelaron en un estudio, publicado por ScienceDirect en 2023, que la entropía – nivel de organización – ambiental y ciertas medidas geométricas específicas son indicadores significativos de la facilidad o dificultad de navegación en un entorno.
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| Sea Hero Quest |
Los investigadores analizaron 478.170 trayectorias de 10.626 participantes que navegaron por 45 entornos virtuales gracias al juego. Los entornos virtuales se diseñaron para variar en función de diversas propiedades, como su disposición, el número de objetivos, la visibilidad (niebla variable) y el estado del mapa.
Calcularon 58 medidas espaciales agrupadas en cuatro familias: métricas específicas de la tarea, métricas configuracionales de la sintaxis espacial, métricas geométricas de la sintaxis espacial y métricas geométricas generales.
Principales resultados
La entropía y las características geométricas son factores predictivos clave. El estudio reveló que una alta entropía ambiental y características geométricas como la superficie navegable y el número de anillos – caminos circulares – eran buenos indicadores de la dificultad de navegación.
Los factores específicos de la tarea y los factores ambientales también influyen. Elementos específicos de la tarea, como el número de destinos, y condiciones ambientales como la niebla también influyeron en la dificultad de la navegación.
Estos resultados tienen implicaciones para el estudio del comportamiento espacial en entornos ecológicos. Pueden aportar información útil para el diseño de entornos navegables de espacios físicos y virtuales más intuitivos y fáciles de recorrer.
A pesar de las exhaustivas investigaciones sobre la navegación, aún se desconoce qué características de un entorno predicen la dificultad de la navegación.
¿Por qué las personas mayores pierden el sentido de la orientación?
Según investigadores del Centro Alemán para Enfermedades Neuro-degenerativas (DZNE) en un estudio, publicado en la revista Current Biology de marzo 2018, la muerte de las células del sistema espacial cerebral podría explicar por qué las personas mayores tienden a perderse.
La orientación espacial y la navegación se consideran algunas de las capacidades más complejas del cerebro humano, ya que requieren el procesamiento de un gran flujo de información, incluidos estímulos
Los científicos compararon los patrones de actividad cerebral de un grupo de jóvenes y personas mayores que realizaban una serie de tareas de orientación para comprender por qué el sentido de la orientación tiende a disminuir con la edad.
Descubrieron que una zona del cerebro esencial para el funcionamiento espacial se vuelve cada vez más inestable con la edad en adultos sanos, y lo mismo ocurre en personas con enfermedades degenerativas como el Alzheimer.
Las células de red son células cerebrales que actúan como un sistema de coordenadas internas, disparándose en una serie de puntos que forman una rejilla hexagonal a través de nuestro entorno mientras nos movemos por él.
Dividieron a 41 adultos sanos en dos grupos: un grupo “joven” compuesto por 20 participantes de entre 19 y 30 años, y un grupo “mayor” compuesto por participantes de entre 63 y 81 años.
En el segundo experimento, los participantes se desplazaban por recorridos predefinidos en un espacio real y en un entorno de realidad virtual, con paradas puntuales en las que debían estimar su distancia y orientación con respecto al punto de partida, sin poder verlo ni localizarlo con precisión.
En general, los participantes jóvenes obtuvieron mejores resultados en la navegación, lo que concuerda con estudios anteriores. Sin embargo, los investigadores observaron una asociación entre una disminución del rendimiento en la navegación y déficits en la actividad de las células de la rejilla.
Los resultados mostraron que los patrones de activación de las células de la rejilla eran menos estables en las personas mayores, lo que podría explicar por qué estas suelen tener dificultades para orientarse en el espacio.
Estos resultados podrían servir, a largo plazo, no solo para ralentizar el deterioro de las capacidades de orientación, sino también para diagnosticar y tratar las enfermedades responsables del deterioro cognitivo y para dar más autonomía a las personas mayores.
Además de su papel en la navegación, las células de la rejilla también se utilizan en otras funciones cognitivas.
Según los autores, estos resultados arrojan luz sobre los cambios neuro-fisiológicos relacionados con la vejez, que podrían utilizarse para diseñar tratamientos contra enfermedades como el Alzheimer, responsables del deterioro cognitivo.
La evaluación del rendimiento de la navegación y del funcionamiento de las células de la red podría facilitar el diagnóstico precoz del Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas.
Aunque es necesario seguir investigando en este campo, estos resultados sientan las bases para futuros estudios sobre el deterioro de la salud relacionado con la edad en adultos y personas con trastornos cerebrales.
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Funcionamiento del sentido de la orientación
Localización inicial. La capacidad de determinar la posición actual utilizando puntos de referencia del entorno.
Elección de la ruta. La selección de un camino hacia el destino deseado, basada en una representación mental del espacio.
Seguimiento de la ruta. La verificación de que la ruta elegida conduce correctamente al destino.
Reconocimiento del destino. Identificación correcta del punto de llegada.
¿Qué factores influyen en él?
Capacidades cognitivas. Son importantes las capacidades de observación, la memoria espacial y la habilidad para manipular mentalmente objetos geométricos.
Factores biológicos. El cerebro utiliza neuronas especializadas, llamadas células de lugar, de dirección y de rejilla, en el hipocampo para procesar esta información.
Factores sociales y culturales. La educación y las prácticas sociales, como la autonomía de movimiento, pueden influir en el desarrollo del sentido de la orientación.
Sí, el sentido de la orientación se puede desarrollar, especialmente practicando la orientación sin herramientas tecnológicas y tomándose el tiempo necesario para orientarse. Intentar perderse en un entorno seguro puede ayudar a activar el hipocampo y mejorar esta capacidad.
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El cerebro cartógrafo
Si hay una estructura cerebral especialmente implicada, esa es el hipocampo. Esta estructura gemela, una por hemisferio, tiene una forma alargada que recuerda al pez del que toma su nombre.
El sentido de la orientación no es innato
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| Sea Hero Quest |
Esta es una de las cuestiones que Antoine Coutrot (investigador del CNRS) quiso explorar junto con un equipo internacional mediante el desarrollo de Sea Hero Quest, un juego para móviles diseñado para evaluar nuestras capacidades de navegación. El juego permitió recopilar datos de más de 2,5 millones de personas en todo el mundo, algo nunca visto a esta escala en este ámbito.
Los participantes no solo compartieron sus resultados en el juego, sino que también proporcionaron información demográfica (edad, sexo, nivel de estudios, etc.), la ciudad en la que crecieron o incluso sus hábitos de sueño.
¿Es cierto que los hombres tienen “un GPS en la cabeza”?
En Noruega o Finlandia, la diferencia es prácticamente nula, a diferencia de lo que ocurre en Líbano o Irán. No sería el género, sino las desigualdades sociales y los estereotipos culturales los que, con el tiempo, pueden afectar a la confianza de las personas en su capacidad para orientarse y, por lo tanto, a su rendimiento real.
La edad también influye: durante la infancia, desarrollamos muy pronto las habilidades necesarias para la orientación y la navegación espacial. Crear mapas mentales de un lugar es una capacidad que en la mayoría de nosotros se desarrolla antes de los ocho años. Después de los 60 años, las capacidades viso-espaciales disminuyen, al igual que el sentido de la orientación, que se basa en numerosas funciones cognitivas.
El sentido de la orientación está determinado por el entorno
La propia forma de la ciudad, y más concretamente su nivel de organización – lo que a veces se denomina “entropía” – también influye en nuestra capacidad de orientación. Algunas ciudades muy organizadas, con calles bien alineadas, como muchas ciudades estadounidenses, presentan una entropía baja.
Incluso la edad a la que se aprende a conducir puede influir. Los adolescentes que se ponen al volante antes de los 18 años parecen orientarse mejor que los que lo hacen más tarde. Una exposición más temprana a la navegación autónoma sin ayuda externa (adultos, GPS...) podría reforzar estas habilidades.
8 maneras de mejorar su sentido de la orientación
¿Le cuesta orientarse? ¿Es de los que para ir a determinado destino en lugar de tomar el camino más corto termina dando una vuelta enorme?
¿O quizás es de aquellos que dice demasiado eso de "no me he perdido, simplemente estoy desorientado"?
1. Planee su ruta. Si tiene acceso al Streetview de Google o a fotografías del lugar al que tiene que ir, imagínese caminando la ruta, visualizando lo que tiene alrededor. En cada desvío que tenga que tomar intente fijar puntos de referencia de algún objeto o establecimiento que le llame la atención. Su memoria los recordará cuando haga la ruta real.
3. Concéntrese. Hablar por teléfono, enviar mensajes de texto o incluso pensar en otra cosa afecta a su sentido de la orientación. Trate de concentrarse en lo que está haciendo y mire lo que tiene a su alrededor.
4. Encuentre puntos de referencia. Trate de detectar algo que le resulte familiar o distintivo y manténgalo siempre a la vista. Si está en un pueblo o ciudad, puede tratarse del edificio más alto. En cada paso, verifique donde se encuentra en relación con ese punto: le ayudará a construir un mapa mental del área que tiene que recorrer.
6. Cree recuerdos. Intente asociar los lugares por los que pasa con algunos recuerdos, le ayudará a reconocer el camino a seguir. Este consejo puede ser especialmente útil cuando tiene que volver a hacer el mismo camino. Si estaba teniendo una conversación o escuchando una canción cuando hizo ese trayecto por primera vez, son recuerdos útiles que puede usar como pistas para reconocer el camino cuando tenga que volver a hacerlo.
8. Recuerde sus pasos. Construya un mapa mental del trayecto y se sentirá más seguro la próxima vez que tenga que hacerlo. Cuando acabe de recorrer un trayecto, intente volver por el camino que ha seguido mentalmente. Haciendo esto reforzará las vías neuronales en su cerebro, fortaleciéndolas y consolidando sus recuerdos.
Si aún así se encuentra a la deriva y sin saber a dónde ir, siempre puedes utilizar el GPS de su celular, pero tiene que saber que cuanto más confíe en la tecnología menos estará ejercitando su sentido de la orientación.
Para orientarnos esencialmente necesitamos que dos partes de nuestro cerebro trabajen juntas:
el hipocampo, donde formamos mapas y el córtex pre-frontal, donde formamos planes
y tomamos decisiones. Lo que llamamos sentido de la orientación no está predefinido.
Se construye a través de las experiencias, el entorno y el aprendizaje.
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