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sábado, 20 de abril de 2013

Vía farmacológica para reforzar la memoria a través del acto de dormir

Sara Mednick. (Foto: UCR)




Se ha descubierto un mecanismo del sueño que resulta fundamental para la consolidación de los recuerdos, y también se ha comprobado que un medicamento, empleado contra el insomnio, sirve para potenciar dicho mecanismo, con el resultado de mejoras en la memoria.


Investigaciones anteriores encontraron una correlación entre la abundancia de ráfagas de actividad cerebral que duran un segundo o menos durante una fase específica del sueño, y la consolidación de recuerdos, que dependen para ello del hipocampo del cerebro. El hipocampo, una parte de la corteza cerebral, es importante en el proceso que permite a la información de la memoria a corto plazo consolidarse en la memoria a largo plazo. También es importante para la navegación espacial. El hipocampo es una de las primeras regiones del cerebro en resultar dañadas cuando se sufre la enfermedad de Alzheimer.

El equipo de la psicóloga Sara Mednick, de la Universidad de California en Riverside, ha demostrado, por primera vez, el papel crítico que ejercen las citadas ráfagas de actividad cerebral durante el sueño para la consolidación en el hipocampo de los recuerdos, y también ha verificado que una vía farmacológica podría mejorar significativamente ese proceso, mucho más que el sueño por sí solo. Éste es el primer estudio que demuestra que es factible manipular el sueño de un modo que mejore la memoria.

Un total de 49 hombres y mujeres con edades comprendidas entre los 18 y los 39 años, y que dormían de modo normal, recibieron dosis diferentes de zolpidem (Ambien) o de oxibato de sodio (Xyrem), y un placebo, con un descanso de varios días entre dosis para lograr que los fármacos fuesen eliminados de sus cuerpos.


Los investigadores monitorizaron las diversas fases del sueño mientras los sujetos de estudio dormían, midieron su grado de somnolencia y su estado de ánimo después de dormir, y se valieron de varios análisis para evaluar su memoria.

Los investigadores encontraron que el zolpidem incrementó significativamente la densidad de esas ráfagas de actividad cerebral durante el sueño, y mejoró la consolidación de recuerdos verbales, o, dicho de otro modo, incrementó la memoria verbal.

La memoria verbal es la capacidad de recordar palabras, nombres de personas y en general textos.

Los resultados de la nueva investigación podrían conducir a nuevas terapias del sueño que mejoren la memoria en personas ancianas y en pacientes con el Mal de Alzheimer o algunas otras enfermedades mentales.

Hay que tener en cuenta que las personas con alguna de esas enfermedades muestran una disminución en esas ráfagas de actividad cerebral durante el sueño.

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Trasplantan sin problemas a un cerebro células cerebrales derivadas de células cutáneas

De pie en el centro, Su-Chun Zhang habla con su equipo durante la preparación de cultivos de células madre en el laboratorio de investigación de Zhang. A la derecha aparecen Yan Liu, detrás, y Lin Yao, delante. (Foto: Jeff Miller)






Por vez primera, se ha conseguido trasplantar al cerebro de un mono células cerebrales derivadas de células de su piel, y observar a estas singulares células convertirse en varios tipos de células cerebrales adultas.

Después de seis meses, las células con tan singular origen mostraban rasgos del todo normales, y sólo se las podía distinguir de las demás gracias a que inicialmente se las etiquetó con una proteína fluorescente.

Como las células derivaban de células adultas de la piel de cada mono, este experimento constituye una demostración de la viabilidad del concepto de medicina personalizada, en la cual se diseñan tratamientos específicos para cada individuo.

Y como las células de la piel no eran un tejido de otro individuo, no se apreciaron señales de rechazo inmunitario, el cual suele ser un problema importante con los trasplantes de células. "Cuando se observa el cerebro, no se percibe que ahí hay un injerto", subraya Su-Chun Zhang, coautor del estudio y profesor de neurociencia en la Universidad de Wisconsin-Madison en Estados Unidos. Estructuralmente, el cerebro receptor del injerto luce el mismo aspecto que el de un cerebro normal; sólo se puede apreciar el injerto mediante el microscopio de fluorescencia.

Marina Emborg, profesora de física médica en la Universidad de Wisconsin-Madison y coautora del estudio, asevera que ésta es la primera vez que ella ve, en un primate no humano, que las células trasplantadas se integran tan bien, y sin percibirse cicatrices al cabo de seis meses.


Aún es pronto para poder asegurar que esta técnica puede servir para mitigar lesiones cerebrales en humanos, pero por lo menos los nuevos experimentos resultan alentadores, al no surgir problemas que impidan el aposentamiento de las nuevas células en el cerebro.

Obtener neuronas u otras células cerebrales a partir de células de la piel es una proeza científica que en el pasado se consideró imposible pero que se reveló como factible a partir de experimentos pioneros como el realizado por un grupo de científicos de la Escuela de Medicina en la Universidad de Stanford en California.


Los tres monos rhesus sobre los que se ha trabajado en el nuevo estudio tenían dañada una región cerebral con una lesión que causa el Mal de Parkinson.

Las células trasplantadas se obtuvieron de células madre pluripotentes inducidas (células iPS), que pueden, como las células madre embrionarias, convertirse en células especializadas de prácticamente cualquier clase. Las células iPS, sin embargo, derivan de células adultas en vez de provenir de células embrionarias.

En el laboratorio, se convirtieron las células iPS en células progenitoras neurales. Estas células de estado intermedio pueden especializarse luego en las neuronas que transmiten las señales nerviosas, y en células gliales que realizan muchas funciones de apoyo y nutrición. Esta etapa final de su maduración se produjo ya dentro del mono.

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sábado, 2 de marzo de 2013

El origen de la enfermedad de Alzheimer puede estar en la evolución del ‘Homo sapiens’

La evolución del cerebro del 'Homo sapiens' puede ser el origen del alzheimer. (Foto: E. Bruner)






Emiliano Bruner, investigador del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) de Burgos (España) y Heidi Jacobs, del Instituto de Neurociencia y Medicina de Jülich (Alemania), han publicado un artículo en la revista Journal of Alzheimer’s Disease en el que sugieren que la vulnerabilidad que nuestra especie, el Homo sapiens, tiene a los procesos neurodegenerativos sería “el precio que hay que pagar por nuestras facultades cognitivas”. La hipótesis formulada por ambos científicos integra informaciones procedentes de la paleoneurología (el estudio del sistema cerebral y endocraneal el los fósiles), del análisis de imagen, de la anatomía comparada y de la neurofisiología. 

Según explica Bruner en una entrevista concedida a la Agencia DiCYT, esta postura nace del encuentro entre un paleoneurólogo especializado en anatomía cerebral y evolución humana y una neuropsicóloga especializada en enfermedad de Alzheimer y metabolismo, e intenta proponer “un marco evolutivo a los procesos neurodegenerativos asociados a esta patología tan destructiva para las personas y cada día más presente en nuestra sociedad”. 

El investigador detalla que aunque la enfermedad de Alzheimer se conoce más bien por los daños en la estructura de áreas de la corteza cerebral asociadas a los lóbulos frontales y temporales, recientemente se ha puesto en evidencia que el proceso empieza con unos problemas metabólicos en las áreas parietales profundas. “Se trata de las mismas áreas que, según el registro fósil y paleoneurológico, presentan cambios patentes relacionados con el origen de nuestra propia especie, Homo sapiens, y considerando que ésta patología solo se conoce en nuestra especie, hay que preguntarse si las dos cosas están relacionadas”, subraya. 


Así, es necesario evaluar si los cambios anatómicos que han caracterizado el origen de Homo sapiens, a pesar de ventajas cognitivas, pueden haber conllevado también “efectos secundarios”. 

“El aumento de masa neural, las diferencias de organización geométrica y espacial, el aumento de gastos energéticos, de reparación y de activación metabólica y vascular, pueden haber creado una situación de vulnerabilidad y sobrecarga que genera sensibilidad en las áreas profundas parietales y daños funcionales”, incide el científico, quien señala que aquí se encontraría el origen de la vulnerabilidad a los procesos neurodegenerativos y por tanto de la idea “de que es el precio que tenemos que pagar por nuestras facultades cognitivas”. 

¿Y cómo es posible que la Evolución no se haya “desecho” de estas vulnerabilidades? La respuesta es clara para el investigador. “Al estar la enfermedad de Alzheimer asociada a etapas de la vida ya no reproductivas, como efecto secundario no afecta directamente los criterios de selección natural, pasando silencioso los filtros de la evolución”. 

Respecto a la importancia del estudio elaborado, Bruner advierte que la perspectiva evolutiva no ofrece soluciones directas útiles para desarrollar curas biomédicas, pero puede proporcionar un enfoque diferente para entender el marco biológico de una patología. “Entender una enfermedad compleja como el alzheimer no significa solo entender su presente, sino también su pasado. Es importante tener claro el origen de la patología y los límites biológicos que nos han llevado a ella, ya que solo conociendo estas informaciones se pueden planificar los pasos necesarios de una investigación clínica integrada”, señala. 

Por otro lado, en cuanto a los próximos pasos a dar en esta nueva línea de investigación, el científico recuerda que cada hipótesis debe ser evaluada “con datos y evidencias que se puedan cuantificar”. 

Primero, detalla, la neuroanatomía comparada “tiene que evaluar detenidamente las diferencias entre primates humanos y no humanos en las áreas parietales”. Segundo, hay que evaluar “si los problemas metabólicos asociados a la enfermedad de Alzheimer se deben realmente a estructuras y procesos típicos de nuestra especie”. En tercer lugar, es necesario considerar “las causas físicas del defecto metabólico, como factores térmicos, vasculares, tóxicos o de mantenimiento celular”. Y, finalmente, averiguar “cómo un defecto metabólico en unas áreas puede generar un defecto en la estructura de otras”. 

“Ya tenemos muchas indicaciones sobre todos estos puntos pero hacen falta más datos experimentales. Como propuesta especulativa, también habría que evaluar la posibilidad de encontrar marcadores osteológicos (del hueso) asociados a la enfermedad, lo que permitiría investigar esta patología en los homínidos extintos o en las poblaciones históricas”, agrega.


martes, 6 de noviembre de 2012

El cerebro toma decisiones antes de observar la evidencia







Neurocientíficos españoles y mexicanos aportan pruebas que contradicen la teoría prevalente que explica la actividad de nuestro cerebro cuando tomamos decisiones basadas en la percepción.

Los especialistas encontraron que las decisiones tomadas en contextos de mucha incertidumbre están definidas en gran medida por mecanismos generados internamente en el cerebro. Estos mecanismos representan la estrategia que ha desarrollado el individuo para optimizar el número de decisiones acertadas y, por consiguiente, el beneficio que obtiene a partir de ellas.

El estudio, publicado en la revista PNAS, proporciona además información sobre la dinámica neuronal que revela cómo se forma una decisión. La señal generada internamente activa una población de neuronas pertenecientes a un área cerebral de alto nivel cognitivo, y produce la activación coordinada de grupos de neuronas durante el proceso de decisión.

Estos resultados contradicen la hipótesis actual sobre el mecanismo cerebral que subyace a una decisión, según la cual la llegada de un estímulo sensorial aumenta la actividad neuronal y la decisión se alcanza cuando esta actividad supera cierto umbral. En el contexto de una estimulación débil o incluso ausente, la actividad de las neuronas estaría dada por la actividad cerebral de fondo, es decir, por ruido neuronal. De esta forma, la decisión tendría un comportamiento aleatorio que explicaría por qué el sujeto afirma haber recibido un estímulo aun cuando no haya sido aplicado.

El trabajo publicado es producto de una colaboración entre el grupo de Neurociencia Computacional de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y laboratorios del Instituto de Fisiología Celular y del Instituto de Neurobiología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Sus resultados afilan un debate fundamental sobre el terreno de las neurociencias: ¿Nuestras decisiones se forman después de que somos conscientes de las evidencias que las fundamentan? 


La toma de decisiones basadas en la percepción se refiere específicamente al acto de escoger entre una serie de alternativas, teniendo como información la evidencia sensorial. Para estudiar cómo se refleja este proceso en la actividad del cerebro se hacen experimentos en los que un sujeto debe decidir si ha recibido o no una débil estimulación sensorial. Dado que la estimulación es débil y el momento en el que se aplica es incierto, la tarea resulta compleja. Desde el punto de vista neurobiológico, el estudio del proceso de decisión se lleva a cabo midiendo la actividad neuronal al mismo tiempo que el sujeto está decidiendo entre dos posibles alternativas.

En los experimentos se utilizó como estimulación sensorial una vibración táctil que era aplicada en uno de los dedos de los sujetos estudiados. Estos debían indicar si habían percibido o no una vibración, y se les recompensaba en los casos en que sus decisiones eran correctas. La dificultad en la toma de la decisión provenía no solo de que la vibración era frecuentemente débil o ausente, sino también de la incertidumbre sobre el momento en la cual se producía.

Fue así como los resultados obtenidos sugirieron que existe una señal generada internamente que predispone al individuo a afirmar categóricamente que ha percibido una vibración, aun cuando esta no haya sido aplicada. Según los autores, las evidencias permiten concluir que no es el ruido neuronal lo que determina la decisión, sino que resulta de inferencias que realiza el cerebro sobre lo que ocurre en el mundo sensorial.


lunes, 17 de septiembre de 2012

Científicos encuentran la forma de implantar recuerdos en nuestra mente






De seguro varios hemos visto películas de ciencia ficción (como Total Recall) en el cual a un individuo se le implantan recuerdos en la mente. ¿Adivina qué? Esta clase de cosas ya no son ciencia ficción: forman parte de la realidad. Los científicos ya son capaces de extraer información personal directamente de nuestra mente, pero ahora han llevado las cosas a otro nivel.

De acuerdo con un nuevo estudio, un grupo de científicos han sido capaces de inducir recuerdos dentro de la mente de un ratón. El profesor Ben Stowbridge y uno de sus estudiantes, Robert A. Hyde, fueron capaces de crear los circuitos y la interfaz necesaria para crear nuevas memorias en el cerebro de un ratón. Al parecer esos recuerdos fueron de corta duración, pero al menos es un primer paso que lleva a este tema fuera de la etapa conceptual para traerlo al mundo real.

Al parecer durante el procedimiento se activaron algunas áreas aisladas del cerebro, pero los cambios duraron entre 5 y 10 segundos solamente, lo que resultó en que los recuerdan tuvieran una reducida duración.

Los dos científicos esperan que con más investigación en este campo se pueda ayudar a combatir enfermedades relacionadas con la memoria, como el alzheimer. Por supuesto que la tecnología también jugará su rol en todo esto.

jueves, 12 de julio de 2012

Generar imágenes en el cerebro, una vía para dotar de visión a invidentes

Michael Beauchamp y Daniel Yoshor. (Foto: UT Houston)




Cuando una persona cierra sus ojos, puede formar imágenes mentales de cosas que sólo existen en su mente. Un equipo de neurocientíficos que ha estudiado este fenómeno cree que puede existir un modo de usar estas imágenes mentales para ayudar a una parte de los aproximadamente 39 millones de invidentes que se calcula que hay en el mundo.


Los científicos, en los laboratorios de Michael Beauchamp, profesor de neurobiología y anatomía en el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston, y Daniel Yoshor, profesor de neurocirugía y neurociencia en la Academia Baylor de Medicina, también en Houston, han descubierto un mecanismo neuronal de percepción consciente que podría ayudar a que se materialice la capacidad de generación de imágenes útiles en el cerebro.


Si este atrevido planteamiento da los frutos que se esperan de él, el resultado sería, en esencia, no tener que depender de los ojos para poder ver. Así es como funcionaría un dispositivo basado en este concepto: La persona invidente usaría gafas en las que estaría instalada una webcam. La diminuta cámara transmitiría información a un chip implantado en el cerebro de la persona, el cual a su vez generaría en el cerebro las imágenes captadas por la cámara.


Con todos los avances notables en computación y en tecnología general alcanzados en los últimos años, puede que haya llegado ya el momento de ponerse a trabajar en serio en el desarrollo de una prótesis visual. Así lo cree Yoshor, que señala, como el obstáculo principal que aún falta superar, al limitado conocimiento que la ciencia tiene por ahora sobre cómo la actividad cerebral produce la percepción visual. El nuevo estudio llevado a cabo por Yoshor y sus colegas es de hecho un primer paso hacia el objetivo de alcanzar un conocimiento lo bastante profundo de la percepción visual como para diseñar una prótesis visual que sea verdaderamente práctica.



En el nuevo estudio, los científicos estimularon directamente el cerebro para crear la ilusión de un destello luminoso, lo que se conoce como un fosfeno.


Se sabe que los campos magnéticos de ciertas características inducen campos eléctricos en el cerebro, específicamente en las neuronas de la corteza visual, que pueden generar fosfenos. En las aplicaciones clínicas de la estimulación magnética transcraneal (EMT, o TMS por sus siglas en inglés), una técnica empleada frecuentemente en la práctica clínica y psiquiátrica para estimular la actividad neuronal en el cerebro humano, son bien conocidos los testimonios de pacientes y sujetos de prueba informando de percepciones visuales luminosas de formas y colores variables.


Por ahora, el hardware que manejan Beauchamp y Yoshor puede generar un único destello luminoso cada vez. Por supuesto, para crear imágenes reconocibles y por tanto útiles, se requerirá generar muchos más destellos simultáneamente.


El lóbulo occipital (ubicado en la parte posterior de la cabeza) es responsable de la visión y las imágenes mentales. El cerebro utiliza cargas eléctricas minúsculas para transmitir información entre las neuronas. Mediante la estimulación eléctrica del lóbulo occipital se puede hacer que el cerebro perciba cosas que no son reales.


El hallazgo clave en el nuevo estudio es que la estimulación eléctrica sólo produce la ilusión de un destello luminoso cuando hay actividad en otra región del cerebro, la unión temporoparietal. Cuando había bastante actividad en esta otra área del cerebro, los participantes en los experimentos siempre percibían los destellos luminosos. Por el contrario, cuando había poca actividad, nunca los percibían.


El siguiente paso que Beauchamp y Yoshor planean dar en esta esperanzadora línea de investigación es realizar un estudio más extenso en pacientes y además crear varios destellos luminosos al mismo tiempo. Aproximadamente 27 destellos luminosos simultáneos permitirían a los participantes ver el contorno de una letra.


En el estudio también han trabajado Sarah Baum, Ping Sun y Andreas Tolias.


lunes, 21 de mayo de 2012

Genes que determinan el tamaño del cerebro humano y su inteligencia





Un equipo de más de 200 científicos de 100 instituciones de todas partes del mundo ha trabajado en el que ha sido el estudio más grande sobre el cerebro, mapeando los genes humanos que fomentan o sabotean la resistencia del cerebro a diversas enfermedades mentales.


El estudio también ha desvelado nuevos genes que podrían explicar diferencias entre individuos en la inteligencia y el tamaño del cerebro.


Tres años atrás, el laboratorio de Paul Thompson, profesor de neurología en la Escuela de Medicina David Geffen de la UCLA (Universidad de California en Los Ángeles), inició una colaboración científica con los genetistas Nick Martin y Margaret Wright del Instituto de Investigación Médica de Queensland en Brisbane, Australia, y con la genetista Barbara Franke del Centro Médico de la Universidad Radboud de Nijmegen, en los Países Bajos. Los cuatro investigadores buscaron y recibieron la ayuda de laboratorios de todas partes del mundo que trabajaban con imágenes cerebrales. Estos laboratorios contribuyeron a la investigación reuniendo y aportando sus escaneos cerebrales y datos genómicos. De este modo, nació el Proyecto ENIGMA (por las siglas de Enhancing Neuro Imaging Genetics through Meta-Analysis).


Por separado y ateniéndose sólo a sus escaneos, cada uno de los centros no podía revisar una cantidad lo bastante alta de escaneos cerebrales como para obtener resultados definitivos. Al compartir los datos en el marco del Proyecto ENIGMA, fue posible obtener una muestra lo suficientemente grande como para detectar patrones claros en la variación genética y mostrar cómo estos cambios alteran físicamente al cerebro y determinan la resistencia del cerebro a diversas enfermedades mentales.

Los investigadores del proyecto ENIGMA midieron el tamaño del cerebro y el de sus centros de memoria, en imágenes de resonancia magnética de 21.151 personas sanas, analizando a la vez el ADN de cada una.

Cuando los científicos analizaron el ADN de las personas cuyas imágenes mostraban cerebros más pequeños, encontraron una reiterada relación entre cambios sutiles en el código genético y centros de la memoria más pequeños.

Los investigadores del proyecto ENIGMA también han descubierto genes que explican diferencias individuales en la inteligencia. Han constatado que una variante en un gen llamado HMGA2 afecta al tamaño del cerebro y a la inteligencia de la persona. El ADN se compone de cuatro bases: A, C, T y G. La gente cuyo gen HMGA2 tenía una letra "C" en lugar de una "T" en una ubicación particular del gen, tenía un cerebro más grande y lograba una mayor eficiencia en los tests estándar de coeficiente intelectual. Que una sola letra provoque un cambio positivo tan grande es sin duda un hecho muy llamativo, tal como subraya Thompson.

sábado, 5 de mayo de 2012

¿Por qué algunos curanderos creen ver el ‘aura’ de las personas?

Los autores advierten del enorme “efecto placebo” que provocan los curanderos en las personas. (Imagen: UGR)




Investigadores españoles han descubierto que muchos de los individuos que dicen ser capaces de ver el aura de las personas, los conocidos popularmente como “curanderos” o “santones”, presentan en realidad un fenómeno neuropsicológico denominado sinestesia (en concreto, sinestesia emocional), que explicaría científicamente esta supuesta “virtud”.


Los sinéstetas “mezclan” los cinco sentidos, al tener más interconectadas las áreas del cerebro encargadas de procesar cada uno de los estímulos, de forma que son capaces de ver o paladear un sonido, por ejemplo, sentir un sabor o asociar a las personas con un determinado color.


En un artículo publicado en la revista Consciousness and Cognition, Óscar Iborra, Luis Pastor y Emilio Gómez Milán, profesores del departamento de Psicología Experimental de la Universidad de Granada, han ofrecido, por primera vez en el mundo, una explicación científica al fenómeno esotérico del aura, un supuesto campo energético de radiación luminosa multicolor que rodearía a las personas a modo de halo y que resulta invisible para la gran mayoría de los seres humanos.


En términos neurológicos, la sinestesia consiste en que en el cerebro de ciertas personas (los sinéstetas) se produce un “cruce de cables” o conexiones sinápticas que no existen en la mayoría de las personas normales. Este hecho “les permite establecer asociaciones automáticas entre regiones cerebrales que habitualmente no están conectadas”, explica Gómez Milán, una cualidad que tendrían muchos de los curanderos que dicen poder ver el aura.



Los científicos advierten en su artículo que “no todos los santones y curanderos son sinéstetas, pero en este colectivo sí que se da una mayor incidencia de este síndrome, al igual que ocurre con muchos pintores y artistas, por ejemplo”. Para realizar esta investigación, entrevistaron a varias personas afectadas por sinestesia, entre los que se encontraban supuestos curanderos, como el granadino Esteban Sánchez Casas, conocido como “El Santón de Baza”.


Muchos le atribuyen ciertos “poderes paranormales”, como poder ver el aura de las personas, “cuando en realidad se trata de un claro ejemplo de sinésteta”, explican los autores de esta investigación. El Santón de Baza presenta sinestesia caras-color (la zona cerebral del reconocimiento de caras se asocia a la zona de los colores, por lo que asocia a cada persona con un color); sinestesia tacto-espejo (cuando observa a una persona que está siendo tocada o que experimenta un dolor, él experimenta ese mismo dolor); una alta empatía (la capacidad de sentir lo que está sintiendo otra persona) y esquizotipia (ciertos rasgos de personalidad con tendencia a formas atenuadas de paranoia y de alucinación que se da en las personas sanas).


Todo esto “le permite tener un sistema de creencias, una alta capacidad de hacer que la gente se sienta comprendida y ciertas habilidades de lectura emocional y del sufrimiento”, apuntan los científicos.


A la luz de los resultados, sus autores advierten del enorme “efecto placebo” que provocan los curanderos en las personas, “aunque padezcan realmente sinestesia y sean capaces de ver el aura o sentir el dolor del otro”. Algunos de estos santones “presentan ciertas habilidades y actitudes que les permiten creer en su capacidad de sanar a los demás, pero en realidad se autoengañan” pues la sinestesia no es un poder extrasensorial, sino una percepción subjetiva y “adornada” de la realidad, advierten los expertos.


lunes, 16 de abril de 2012

La gran versatilidad del cerebro para controlar acciones extracorpóreas

Es posible diseñar una prótesis controlable por el cerebro. (Imagen: UC Berkeley)



Un equipo de neurocientíficos ha demostrado que el cerebro es más flexible y adiestrable de lo que se pensaba, lo cual abre una puerta al desarrollo de dispositivos protésicos controlados mediante el pensamiento que ayuden a personas que tienen lesiones de médula espinal, amputaciones y otras discapacidades.


Este nuevo estudio demuestra que gracias a la enorme plasticidad del cerebro, ciertas partes de éste pueden ser entrenadas para hacer algo que normalmente no hacen. Los mismos circuitos cerebrales empleados en el aprendizaje de habilidades motoras como por ejemplo montar en bicicleta o conducir un automóvil, pueden ser usados para aprender a ejecutar tareas puramente mentales.


El equipo formado por José Carmena, John Long y Aaron Koralek, los tres de la Universidad de California en Berkeley, así como Rui Costa y Xin Jin, ambos de la Fundación Champalimaud en Portugal, preparó un experimento en el que unas ratas sólo podían completar una tarea si usaban su mente de un modo muy distinto al vinculado a las acciones motoras.


A las ratas se les dotó de una interfaz cerebro-máquina que convertía las ondas cerebrales de ciertas neuronas en sonidos audibles. Para obtener una recompensa de alimento que, dependiendo del sonido generado, podía ser agua azucarada o bolitas de comida, las ratas tenían que controlar sus patrones de pensamiento de un circuito cerebral específico para poder subir o bajar el tono de la señal acústica.


A las ratas se les daba una realimentación auditiva (podían escuchar la señal acústica que modulaban con su mente) para que aprendieran a asociar patrones específicos de pensamiento con un sonido de tono específico. Durante un período de apenas dos semanas, las ratas aprendieron rápidamente que para obtener bolitas de comida, tenían que crear un sonido de tono agudo, y para obtener agua azucarada necesitaban crear un sonido de tono bajo.



Si el grupo de neuronas con el que era posible realizar la tarea era usado para su función original, mover los bigotes del animal, no se producía cambio útil alguno en el sonido, y la rata no obtenía una recompensa alimentaria.


Este uso del cerebro para funciones extracorpóreas es algo que obviamente no resulta natural para las ratas. Y sin embargo, estos animales se adaptaron a esa nueva función, haciendo que una parte de su cerebro aprendiera a hacer cosas ajenas a su cometido natural. Las ratas sabían que controlar el tono del sonido era lo que les dada la recompensa que escogían, y de este modo fueron capaces de controlar cuánta agua azucarada o bolitas de comida recibían, y cuándo, sin valerse para ello de movimiento físico alguno.


Esto nos dice que es posible diseñar una prótesis controlable por el cerebro de maneras que no tengan necesariamente que imitar la anatomía del sistema motor natural para que la prótesis funcione.

jueves, 29 de marzo de 2012

Determinan cómo se propaga el Mal de Alzheimer por el cerebro




Durante décadas, la comunidad científica ha debatido si la enfermedad de Alzheimer comienza en regiones vulnerables del cerebro de manera independiente y en diferentes momentos, o si empieza en una región y desde ella se propaga después a otras áreas conectadas neuroanatómicamente.


Los resultados de un nuevo estudio indican cuál es la respuesta más probable.


Lo descubierto por el equipo de Karen E. Duff y Scott A. Small, ambos del Centro Médico de la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York, respalda la teoría de que el Mal de Alzheimer comienza en una región y luego se propaga a otras áreas conectadas neuroanatómicamente. Los resultados de la investigación indican que la proteína Tau, en su forma anómala y perniciosa, que interviene en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer, se propaga a lo largo de circuitos cerebrales concatenados, saltando de neurona a neurona.


Dos marcadores son típicos de los cerebros afectados por Alzheimer. Uno de ellos es la presencia de placas amiloides, ubicadas entre las células nerviosas. Esas placas están compuestas principalmente por una proteína llamada beta-amiloide. El otro marcador clásico de esta enfermedad es la presencia de fibrillas intracelulares Tau. En combinación con los factores genéticos, las fibrillas Tau contribuyen al desorden de las comunicaciones en el interior de la célula. Esto acarrea la muerte celular.


En su forma normal, no perniciosa, la proteína Tau se enlaza a los microtúbulos, largos bloques tubulares de construcción citoesquelética, los cuales sirven como “carreteras” de transporte intracelular. En los pacientes afectados por la enfermedad de Alzheimer o con alguna forma similar de demencia, la Tau se encuentra alterada de manera claramente anormal.



El descubrimiento de que la forma perniciosa de la proteína Tau salta de neurona a neurona propagándose a través de las sinapsis, que son las conexiones que emplean estas células para comunicarse unas con otras, abre nuevas oportunidades para profundizar en los entresijos de la enfermedad de Alzheimer, y en los de otras enfermedades neurológicas, así como para ayudar al desarrollo de terapias que contribuyan a detener su desarrollo.


En la investigación también han trabajado Li Liu, Valerie Drouet, Jessica W. Wu y Catherine Clelland, de la Universidad de Columbia, y Menno P. Witter de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología.

jueves, 22 de marzo de 2012

Ser diestros o zurdos influye de modo distinto en cómo pensamos




Durante las últimas décadas, se ha demostrado a través de numerosas investigaciones científicas que hay muchos factores internos y externos que influyen, más de lo que se creía, en cómo pensamos, sentimos, nos comunicamos y tomamos decisiones en un momento dado.


Un factor particularmente influyente puede ser nuestro propio cuerpo. Un ejemplo llamativo de esto ha sido analizado en una nueva investigación, presentada en Current Directions in Psychological Science, una revista académica de la Asociación para la Ciencia Psicológica, cuya sede está en Washington DC, Estados Unidos.


Daniel Casasanto, experto en cognición de la Nueva Escuela para la Investigación Social (un centro universitario ubicado en la ciudad de Nueva York), ha mostrado que las peculiaridades de nuestro cuerpo afectan a nuestro modo de pensar de maneras que son predecibles, y a través de muchas facetas diferentes de la vida cotidiana, desde el lenguaje hasta las emociones, pasando por las imágenes mentales que nos formamos.


El concepto que defiende Casasanto es que las personas difieren en cuanto a la forma, tamaño y otros rasgos de su cuerpo, y que debido a ello personas con tipos diferentes de cuerpos piensan de manera diferente.


La preferencia hacia el uso de una mano en vez de la otra parece ser una vía importante por la que nuestro cuerpo da forma a cómo tomamos decisiones. Casasanto y sus colegas exploraron si ser diestro o zurdo puede influir en nuestros criterios sobre ideas abstractas como el valor, la inteligencia y la honestidad.



A través de una serie de experimentos, ellos descubrieron que, en general, la gente tiende a preferir las cosas que se encuentran en el mismo lado que su mano dominante. Cuando a los sujetos de estudio se les preguntaba cuál de dos productos comprarían, cuál de dos aspirantes a un empleo contratarían, o cuál de dos seres alienígenas ficticios les parecía más digno de confianza, los diestros usualmente elegían el producto, persona o criatura que habían visto en el lado derecho de la página, mientras que los zurdos preferían el de la izquierda. Estos tipos de preferencias han sido detectadas en niños de edad tan corta como 5 años de edad.


Esta preferencia por las cosas ubicadas en nuestro lado dominante no es inamovible. Los diestros que han sufrido una incapacidad permanente en su mano derecha comienzan a asociar "lo bueno" con "la izquierda". Lo mismo se aplica a los diestros cuya mano "buena" ha sido discapacitada temporalmente en el laboratorio, según hallaron Casasanto y sus colegas. Después de unos minutos de actividad torpe con su mano derecha, los diestros comenzaron a pensar como los zurdos. "Si le modificamos el cuerpo a una persona, también podemos modificarle la mente", resume Casasanto con una frase sin duda provocativa e inquietante.

jueves, 15 de marzo de 2012

¿Las mujeres sienten con más intensidad el dolor físico que los hombres?

El grado de dolor experimentado influye mucho en el consumo de analgésicos. (Foto: NCYT/JMC)


A juzgar por un análisis estadístico de las clasificaciones de nivel de dolor hechas con arreglo a las declaraciones de pacientes femeninas, las mujeres sienten con más intensidad el dolor físico que los hombres en virtualmente todas las clases de enfermedades.


Este estudio, en el transcurso del cual se revisó una ingente cantidad de registros médicos, pone de manifiesto la conveniencia de reclutar a más mujeres que lo habitual para los ensayos clínicos y otros estudios médicos hechos sobre muestras de población, a fin de averiguar si esta diferencia de género en la percepción del dolor físico existe de manera generalizada y resulta verificable con la suficiente certeza. El objetivo no es fácil, ya que el dolor, hoy por hoy, aún no puede ser medido de forma objetiva, como sí se pueden medir la temperatura corporal o la tensión arterial.


Usando una novedosa base de datos diseñada específicamente para la investigación, el equipo del Dr. Atul Butte, de la Escuela de Medicina en Universidad de Stanford, Estados Unidos, analizó más de 160.000 puntuaciones en una escala de dolor consignadas por más de 72.000 pacientes adultos.


La literatura médica contiene numerosos estudios que indican que las mujeres declaran sentir más dolor que los hombres en tal o cual enfermedad particular. Butte y sus colaboradores no son por tanto los primeros en encontrar diferencias en el dolor que sienten hombres y mujeres. Pero ellos se han concentrado en la intensidad del dolor, mientras que en la mayoría de los estudios anteriores se examinó el porcentaje de hombres contra el de mujeres que, padeciendo un problema clínico particular, sentían dolor.


Butte, Linda Liu, David Ruau, Martin Angst y David Clark analizaron registros médicos de personas adultas y buscaron diferencias asociadas al género en la intensidad del dolor consignada en una escala del 1 al 10, en la que un cero expresaba "no tener dolor" y un 10 "tener el peor imaginable".



Si alguien acude al médico diciendo que siente dolor, probablemente se le recetará algún medicamento u otro tratamiento capaz de reducir cualquier puntuación estimada subsiguiente en la escala de dolor. Para obtener estimaciones del dolor que no estuvieran alteradas por medicación u otros tratamientos aplicados para aliviar el dolor, el equipo de investigación analizó sólo la primera puntuación de intensidad del dolor consignada por el paciente ante un profesional de la medicina.


Los investigadores vieron puntuaciones de dolor más altas en las pacientes femeninas prácticamente a través de casi toda la gama de clases de enfermedades. Esas diferencias fueron no sólo estadísticamente significativas, sino también clínicamente relevantes. En muchos casos, la diferencia era de casi un punto en la mencionada escala. ¿Cuán significativo es ese punto? Los investigadores clínicos interpretan una mejoría de un punto en la escala de dolor como señal de que el tratamiento para el dolor está funcionando.


Aunque los resultados en general tendieron a confirmar hallazgos clínicos anteriores, como por ejemplo que las mujeres con fibromialgia o migraña declaran sentir más dolor que los hombres con las mismas dolencias, el análisis también reveló diferencias de género no conocidas previamente en la intensidad del dolor para determinadas enfermedades, como por ejemplo la sinusitis aguda y los trastornos de la columna cervical que se traducen en dolor de cuello.


Tal como advierten los propios autores del estudio, su análisis se basa en información incompleta y con cierto grado de subjetividad. No se sabe a ciencia cierta si los pacientes atendidos ya habían tomado por su cuenta analgésicos en casa. Tampoco se puede descartar la distorsión en las puntuaciones de dolor causada por la presencia de otras personas. ¿Un muchacho de 18 años de edad dirá sentir la misma intensidad de dolor con o sin su mamá presente, o cuando está frente a un enfermero en lugar de frente una enfermera?


Y, por supuesto, el factor potencialmente distorsionador que resulta el más candente de todos y que es si las mujeres realmente sienten más dolor que los hombres. Está comprobado que tienden a declarar sentir más dolor que los hombres, y no en unas dolencias concretas sino en virtualmente toda la gama. "No importa de qué enfermedad se trate; las mujeres tienden en todos los casos a declarar sentir un dolor más intenso que el declarado por los hombres", subraya Butte. Para llegar al fondo de la cuestión, el equipo de Butte planea buscar modos de evaluar más objetivamente el dolor, como por ejemplo cotejando las puntuaciones en esa escala del dolor con algún parámetro medible en un análisis de sangre y que presente correlaciones fiables con el grado de dolor declarado. Cuando se pueda trabajar de manera extensa con un biomarcador del dolor, se podrá resolver de una vez por todas el enigma de si las mujeres sienten realmente más dolor que los hombres.

viernes, 24 de febrero de 2012

Análisis detallado de los efectos de la psilocibina en el cerebro



Los escaneos cerebrales de personas bajo la influencia de la psilocibina, el ingrediente activo en ciertos hongos alucinógenos usados en rituales místicos de algunas culturas, han dado a los científicos la imagen más detallada hasta la fecha de cómo actúa esa droga psicodélica y otras parecidas.


Dos investigaciones paralelas han permitido identificar áreas cerebrales donde la actividad es suprimida por la psilocibina. Los resultados de ambas investigaciones también sugieren que esta sustancia ayuda a las personas a experimentar recuerdos de un modo más vívido.


David Nutt, del Departamento de Medicina en el Imperial College de Londres, y Robin Carhart-Harris, de la Universidad de Bristol en el Reino Unido, han trabajado en ambos estudios.


En el primero, a 30 voluntarios sanos se les administró psilocibina en su sangre, mientras se hallaban dentro de escáneres de imágenes por resonancia magnética (MRI), que miden los cambios en la actividad cerebral. Los análisis mostraron que la actividad disminuyó en regiones que actúan a modo de centros de interconexión, ya que están particularmente bien conectadas con otras áreas.


"Se ve a las sustancias psicodélicas como drogas que "expanden la mente", por lo que comúnmente se ha asumido que funcionan mediante el aumento de la actividad cerebral, pero sorprendentemente, hemos descubierto que la psilocibina lo que principalmente hace en realidad es disminuir la actividad en áreas cerebrales que tienen la mayor densidad de conexiones con otras áreas", explica Nutt. "Ahora sabemos que la desactivación de estas regiones conduce a un estado en el que el entorno que nos rodea parece extraño".


La intensidad de los efectos consignados por los participantes en los experimentos, incluyendo visiones de patrones geométricos, sensaciones corporales inusuales y la alteración de la percepción del espacio y del tiempo, está correlacionada con una disminución en el flujo de sangre y la oxigenación en ciertas partes del cerebro.


Las funciones exactas que desempeñan estas zonas, la corteza prefrontal medial y la corteza cingulada posterior, constituyen un tema de debate entre los neurólogos, pero se considera que la corteza cingulada posterior desempeña un papel relevante en la conciencia y la percepción de la identidad propia. La corteza prefrontal medial es conocida por estar hiperactiva en la depresión, por lo que la acción de la psilocibina en esta área, amortiguando su actividad, podría ser responsable de algunos de sus efectos antidepresivos en ciertos casos sobre los que hay testimonios.



Del mismo modo, la psilocibina redujo el flujo sanguíneo en el hipotálamo. El flujo de sangre en dicha región es mayor durante los dolores de cabeza, lo que tal vez explique por qué algunos enfermos han afirmado sentir una disminución de esos síntomas cuando estaban bajo los efectos de la psilocibina.


En el segundo estudio, diez voluntarios leyeron textos que les incitaron a pensar, mientras se les escaneaba el cerebro, en recuerdos asociados con fuertes emociones positivas. Los participantes calificaron sus recuerdos como más vivos después de administrárseles psilocibina, en comparación con lo sucedido cuando se administró un placebo. También se produjo un aumento de la actividad en áreas cerebrales que procesan la visión y otra información sensorial.


Los investigadores sugieren que esto podría hacer útil a la sustancia como complemento para algunas terapias mentales en casos especiales.


"Estudios anteriores han sugerido que la psilocibina puede mejorar la sensación de bienestar emocional de las personas y reducir incluso la depresión en individuos con ansiedad", explica Carhart-Harris. "Esto concuerda con nuestro hallazgo de que la psilocibina disminuye la actividad en la corteza prefrontal medial, como lo hacen muchos tratamientos efectivos de la depresión. Se debe seguir investigando los efectos de la psilocibina, ya que el nuestro ha sido sólo un estudio pequeño, pero estamos interesados en explorar el potencial de la psilocibina como herramienta terapéutica".



viernes, 17 de febrero de 2012

Relación entre la depresión y niveles bajos de vitamina D

E. Sherwood Brown y MinhTu T. Hoang. (Foto: UTSMC)


En la actualidad, se asocian a niveles bajos de vitamina D numerosos efectos nocivos para la salud, desde enfermedades cardiovasculares hasta trastornos neurológicos.


En un nuevo estudio, se ha encontrado ahora una relación entre los niveles bajos de esa vitamina y la depresión. El hallazgo ayuda a aclarar el debate desatado después de que estudios previos más pequeños produjeran resultados contradictorios sobre la relación entre la vitamina D y la depresión.


El trastorno depresivo mayor afecta a mucha gente en el mundo. Sólo en Estados Unidos el porcentaje se ha calculado en cerca de uno de cada diez adultos.


Lo descubierto por E. Sherwood Brown, del Centro Médico del Sudoeste, dependiente de la Universidad de Texas, MinhTu T. Hoang, y sus colegas de ese centro y del Instituto Cooper en Dallas, sugiere que podría ser útil medir los niveles de vitamina D en pacientes con depresión, y quizás buscar la presencia de depresión en personas con niveles bajos de vitamina D. De todos modos, tal como reconoce Brown, todavía no hay datos suficientes como para poder decidir si conviene recetar suplementos de vitamina D a las personas que sufren de depresión.


El equipo de investigación examinó datos sobre casi 12.600 personas, recopilados desde finales de 2006 hasta finales de 2010. Y constató que los niveles altos de vitamina D se asociaban con un riesgo significativamente menor de que la persona padeciera de depresión en ese momento, en particular entre personas que la habían padecido anteriormente. No ha quedado claro, sin embargo, si el aumento de los niveles de vitamina D hacía disminuir los síntomas depresivos.



Los científicos no han determinado la relación exacta entre ambas cosas. En otras palabras, se ignora si los niveles bajos de vitamina D intensifican los síntomas de depresión, o si la depresión hace disminuir los niveles de vitamina D.


Sin embargo, dado que la vitamina D es capaz de afectar a neurotransmisores, eso podría respaldar y explicar su relación con la depresión.

miércoles, 1 de febrero de 2012

Soñar mientras dormimos nos sirve de terapia mental



La etapa de los sueños al dormir, por su composición neuroquímica única, nos proporciona una especie de terapia nocturna que mitiga el efecto nocivo de las impresiones producidas por las experiencias desagradables del día anterior.


Ésta es la conclusión a la que ha llegado el equipo de Matthew Walker, Els van der Helm, Justin Yao, Shubir Dutt, Vikram Rao y Jared Saletin de la Universidad de California en Berkeley.


Los resultados de la investigación que estos científicos han llevado a cabo ofrecen algunos de los primeros datos pormenorizados sobre la función emocional de la fase del proceso de dormir conocida como sueño de movimientos oculares rápidos (sueño REM, por sus siglas en inglés), que normalmente representa un 20 por ciento de las horas que una persona sana pasa durmiendo.


Durante el sueño REM, los recuerdos son reactivados, puestos en perspectiva y conectados e integrados, pero en un estado cerebral en el que una parte importante de la química cerebral asociada al estrés es suprimida.


En el estudio participaron 35 adultos jóvenes sanos. Se les dividió en dos grupos, y todos observaron 150 imágenes impactantes, en dos ocasiones, separadas por un intervalo de 12 horas, mientras se les medía su actividad cerebral con un escáner de resonancia magnética.


La mitad de los participantes observó las imágenes por la mañana y nuevamente por la noche. Los integrantes de este primer grupo permanecieron despiertos durante el intervalo entre ambos pases de imágenes. La otra mitad observó las imágenes al anochecer y nuevamente a la mañana siguiente, después de dormir toda la noche.


Quienes durmieron entre la primera y la segunda sesión de observación de imágenes dijeron experimentar reacciones emocionales significativamente menores ante las imágenes. Además, los escaneos mediante resonancia magnética mostraron una reducción considerable en el grado de reacción de la amígdala, una parte del cerebro que procesa las emociones, lo que permitió a la corteza prefrontal (menos emocional y más racional) asumir un mayor control de las reacciones emocionales de los participantes, limitándolas en gran medida.

Además, los investigadores comprobaron en los participantes del segundo grupo, mientras dormían, que durante el sueño REM disminuían ciertos patrones de actividad eléctrica, indicando esto que los niveles menores de sustancias neuroquímicas del estrés en el cerebro atenuaban las reacciones emocionales a las experiencias del día anterior.

Durante el sueño REM, hay una marcada disminución en los niveles de norepinefrina, un compuesto químico cerebral asociado al estrés. Al reprocesar experiencias emocionales previas en este ambiente neuroquímicamente seguro por el bajo nivel de norepinefrina, cuando despertamos al día siguiente, ha sido atenuada la intensidad emocional de esas experiencias. Nos afectan menos y podemos afrontarlas mejor.

sábado, 21 de enero de 2012

Primera técnica de entrenamiento mental por neurorrealimentación




Una nueva y fascinante investigación sugiere que puede ser posible usar tecnología que actúe sobre el cerebro para lograr cosas como por ejemplo aprender a tocar la guitarra, reducir el estrés mental o mejorar la puntería, con poco o ningún esfuerzo consciente, una capacidad tecnológica que se parece en concepto a la mostrada en las películas de la saga de "Matrix" y en otras historias de ciencia-ficción.


Los experimentos realizados en la Universidad de Boston, Estados Unidos, y en los Laboratorios de Neurociencia Computacional en Kioto, Japón, han demostrado que a través de la corteza visual de una persona, los investigadores, valiéndose de las pautas cerebrales de interés obtenidas mediante resonancia magnética funcional por imágenes (fMRI), pueden inducir patrones de actividad mental en el cerebro del sujeto, de tal modo que esos patrones concuerden con los exhibidos en ciertos estados mentales asociados a la realización de las tareas que se pretende enseñar, y se mejore la eficiencia del aprendiz con esa tarea. La técnica, por ahora, está limitada al aprendizaje de labores para las cuales la vista es muy importante.


Descrito de manera sencilla, un ejemplo de esta técnica para potenciar el aprendizaje podría ser el de una persona que mira la pantalla de un ordenador y sus patrones cerebrales son modificados para que coincidan con los de un atleta de alto rendimiento, o son modificados de un modo que la ayude a recuperarse mejor y más rápido de un accidente o enfermedad.


Se sabe que las imágenes captadas por los ojos pasan al cerebro de manera progresiva, apareciendo primero como líneas, bordes, formas, colores y movimiento en áreas visuales primarias, que son las que se ocupan de la primera y más temprana fase del procesamiento de la información visual. Entonces, el cerebro agrega más detalles para hacer que, por ejemplo, una pelota roja sea percibida claramente como tal cosa.


Los investigadores estudiaron las áreas visuales primarias por su capacidad para producir mejoras en el aprendizaje y en la eficiencia de la gestión de la información visual.


Kazuhisa Shibata de la Universidad de Boston en Estados Unidos diseñó e implementó un método usando la neurorrealimentación de fMRI (resonancia magnética funcional por imágenes) decodificada, para inducir un patrón de activación específico en ciertas áreas de la corteza cerebral visual; un patrón que correspondía al evocado en la región cerebral de interés por un rasgo visual determinado. El equipo de Shibata y Takeo Watanabe, de la citada universidad, Mitsuo Kawato de los Laboratorios de Neurociencia Computacional en Japón, y Yuka Sasaki del Hospital General de Massachusetts en Estados Unidos, comprobó luego si las repeticiones del patrón de activación generaban una mejora en la eficiencia de la captación y comprensión de ese mismo rasgo visual.

El resultado, según las conclusiones de estos científicos, es un novedoso método de aprendizaje que permite generar una mejora a largo plazo en tareas que requieren de cierta eficiencia en el procesamiento de información visual.


Y lo que es aún más sorprendente: El método funcionó incluso cuando los sujetos de estudio no eran conscientes de lo que estaban aprendiendo, a pesar de que los datos de conducta obtenidos antes y después del entrenamiento mental por neurorrealimentación mostraron que el rendimiento visual de los sujetos mejoró específicamente para la orientación visual con respecto a un objetivo, la habilidad con la que se trabajó en las sesiones experimentales de entrenamiento mental por neurorrealimentación.


La técnica ideada podría ser la base para métodos de aprendizaje automático. Faltaría, no obstante, verificar si el concepto subyacente en la técnica funciona para otras clases de aprendizaje que no se basen tanto en lo visual. Por otra parte, tal como alerta Kawato, habrá que vigilar que no se haga un mal uso de la técnica ahora desarrollada o de otras más avanzadas que vayan surgiendo en años venideros. Por desgracia, tal como la ciencia-ficción ha anticipado, hay muchas y taimadas ideas sobre cómo aprovechar un sistema que le permita a alguien aprender algo de forma automática, sin que necesariamente se dé cuenta de ello, y hasta quizá en contra de su voluntad.


sábado, 30 de julio de 2011

Recuperar la memoria perdida



Una investigación estadounidense, publicada en Nature, demuestra en macacos que la pérdida de funciones del cerebro al envejecer es reversible. El estudio examina por primera vez los cambios relacionados con la edad en la actividad de las neuronas en el cortex prefrontal.

Según investigadores de la Universidad de Yale (EE UU), las redes neuronales en los cerebros de media edad o de ancianos tienen conexiones más débiles y menos robustez que los más jóvenes. Pero esta situación no es definitiva.

“Los déficits cognitivos relacionados con la edad pueden tener un serio impacto porque la gente a menudo necesita mayores funciones cognitivas para satisfacer necesidades básicas, como pagar facturas. Estas habilidades son críticas para vivir de forma independiente a medida que envejecemos”, asegura Amy Arnsten, autora principal del estudio que se publica en Nature, e investigadora en el Instituto Kavli de Neurociencias de la Universidad de Yale.

Al envejecer, las personas tienden a olvidar con más frecuencia, además de distraerse con mayor facilidad y tener problemas a la hora de ejecutar ciertas funciones. Hasta ahora no se conocía la base celular para estas dificultades cognitivas. El nuevo estudio examina por primera vez los cambios relacionados con la edad en la actividad de las neuronas en el cortex prefrontal, el área del cerebro responsable de las mayores funciones cognitivas y ejecutivas.

Las redes de neuronas en el cortex prefrontal generan impulsos constantes para mantener la información, incluso ante la ausencia de indicaciones en el entorno. Este proceso, esencial para funciones como la organización y la multitarea, permite recordar la información, como por ejemplo dónde se dejaron las llaves del coche.

Para analizar los impulsos de las neuronas en el cortex prefrontal, el equipo de investigación estudió cómo los macacos (Macaca mulatta) jóvenes, de media edad y ancianos hacen trabajar la memoria.

En los animales más jóvenes, las neuronas del cortex prefrontal fueron capaces de mantener los impulsos a un alto nivel durante el proceso, mientras que las neuronas de los animales más viejos no fueron tan rápidas. Sin embargo, ajustando el entorno neuroquímico alrededor de sus neuronas, los investigadores pudieron restaurar las velocidades de los impulsos neuronales de los ancianos hasta niveles más jóvenes.

“El cortex prefrontal envejecido acumula niveles excesivos de una molécula que debilita los impulsos neuronales. Al bloquear o inhibir esta molécula, es posible restaurar patrones más juveniles en las neuronas envejecidas”, señala Arnsten.

Los investigadores ya están probando en personas mayores que no tienen la enfermedad de Alzheimer u otras demencias un fármaco que trata la hipertensión en adultos y los déficits prefrontales en niños y que mejoraría los impulsos neuronales.

Fuente: noticiasdelaciencia.com

El miedo y los recuerdos

El mecanismo neuronal que hace que los recuerdos asociados al miedo sean tan persistentes

En verde, neuronas recién nacidas

Es bien sabido que el miedo y otras experiencias emocionalmente intensas conducen a recuerdos muy robustos. Recordamos los hechos de esa clase mucho más vívidamente que las experiencias cotidianas, y los neurólogos saben desde hace bastante tiempo que las conexiones entre la amígdala y el hipocampo ayudan a codificar esta información emocional.
Recientemente, el equipo de Daniela Kaufer de la Universidad de California en Berkeley, ha descubierto que el centro emocional del cerebro, la amígdala, induce al hipocampo a producir nuevas neuronas.
En una situación atemorizante, estas nuevas neuronas son activadas por la amígdala y pueden proporcionar un "papel en blanco" en el que los recuerdos de nuevas experiencias de este tipo pueden ser escritos con gran firmeza.
En términos evolutivos, esto significa que las nuevas neuronas probablemente nos ayudarán a recordar, por ejemplo, al león que casi nos mata.
La nueva investigación muestra que la amígdala estimula al hipocampo para producir nuevas neuronas de una única población de células madre neuronales.
Este mecanismo proporciona nuevas células que se activan en respuesta a la entrada de impulsos intensos asociados al miedo.
El hallazgo tendrá repercusiones para el tratamiento del trastorno por estrés postraumático y otros problemas causados por una regulación defectuosa de la memoria emocional.

Fuente: noticiasdelaciencia.com

martes, 14 de junio de 2011

Diferencias genéticas en los cerebros de autistas 

 

 

Un trabajo reciente muestra que existen diferencias en los niveles de expresión de determinados genes en el cerebro de gente que sufre autismo comparado con los cerebros de gente sana. En concreto se encontró que las personas con autismo tenían un menor nivel de expresión en genes relacionados con la sinapsis y mayor expresión de genes relacionados con el funcionamiento de la microglía, células del sistema inmune que se encuentran en el cerebro.
En el estudio participaron 19 personas autistas y 17 sanas que habían muerto y donado su cerebro a la ciencia. Tomaron muestras de tres áreas del cerebro que previamente se había visto que estaban implicadas en el autismo: el giro temporal superior, el córtex prefrontal y el cerebelo. Los autores compararon los niveles de ARN mensajero, lo que permite a los científicos saber qué genes están siendo usados para fabricar proteínas.
Los resultados mostraron que en el giro temporal y el córtex prefrontal existían 444 genes cuyos niveles de expresión eran distintos en los cerebros autistas. Respecto al cerebelo, sólo había dos diferencias, por lo que fue descartado para los análisis posteriores.
Para corroborar estos resultados, los autores repitieron el estudio en un nuevo grupo de 6 casos y 5 controles. Los resultados que encontraron fueron muy similares, con los mismos genes alterados en casi todos los casos. Por ello piensan que sus datos son fiables y que la expresión de estos genes está implicada en el desarrollo del autismo.
No contentos con estos buenos resultados, continuaron su investigación creando un algoritmo de clasificación para intentar distinguir pacientes y controles basándose única y exclusivamente en el patrón de expresión genética. Una vez aplicado el algoritmo, los investigadores observaron que este “diagnosticaba” correctamente los casos de autismo. Además, uno de los casos que detectó tenía una mutación –en concreto una duplicación- en el cromosoma 15, que se ha probado en diferentes estudios que está implicada en el desarrollo de autismo, aunque tan solo explique el 1% de los casos. Esto, además de las importantes implicaciones en diagnóstico que se puedan desarrollar en el futuro, muestra que el autismo “tipo 15q” no es diferente a nivel neurológico a otros tipos de autismo.
Finalmente, encontraron que los genes que estaban sobreexpresados eran genes relacionados con la función inmunológica, mientras que los genes que tenían un nivel de expresión bajo en los autistas se correspondían con genes implicados en la formación y funcionamiento de las sinapsis entre neuronas.
Curiosamente, entre los genes implicados en la formación y funcionamiento de las sinapsis que mostraron su expresión disminuida en los autistas, el grupo más numeroso era el conocido como grupo M12, en el que se encuentran genes que en estudios previos se habían encontrado mutados en pacientes con autismo y otros que se habían relacionado con la enfermedad en ensayos con ratones. Este dato es muy importante ya que representa una confirmación en un estudio independiente del posible papel que pueden jugar los genes del grupo M12 en el desarrollo del autismo.
Este estudio muestra que existen diferencias claras en la expresión genética entre el cerebro autista y el cerebro sano. En estas diferencias están implicados genes que participan en la creación y funcionamiento de las comunicaciones entre las neuronas (la sinapsis) y otros genes que son necesarios para la correcta protección de las neuronas (la microglía). Obviamente, hacen falta nuevos ensayos para saber porqué estos genes se encuentran alterados, pero también resultará muy interesante saber si las funciones de unos afectan a las de los otros y cómo el ambiente puede alterar sus funciones. Sin embargo, lo que han conseguido es algo muy importante que puede centrar la investigación futura del autismo: la confirmación de que el grupo genético M12 juega un papel activo en el desarrollo del autismo.

Fuente: www.cuantaciencia.com

martes, 7 de junio de 2011

La matemática y el aprendizaje




LAS DIFICULTADES EN EL APRENDIZAJE DE LAS
MATEMÁTICAS
María de Jesús Esparza González

La mayoría de los docentes se preocupan por el aprendizaje de las
matemáticas en los niños de educación primaria; debido al nuevo lenguaje
simbólico, al uso de las reglas que ocasionan dificultades para el aprendizaje,
parecido al aprendizaje del lenguaje maternal.
A algunos niños se les ha considerado como personas que tienen dificultades
para el aprendizaje de las matemáticas porque no pueden aplicarlo como lo
imaginó el docente, pero éstos dentro del contexto en el cual se desarrollan,
pueden resolver situaciones problemáticas, como compras y ventas sin necesidad de recurrir a pasos sistematizados.

Pero, ¿En realidad son ellos los que tienen dificultades?
Cuando se trabaja con matemáticas casi siempre se le hace de manera
tradicional y autoritaria, limitándole al niño hacer muchas cosas que puede
experimentar directamente, esto le resultará difícil de aprender debido a que no responde a sus intereses.

Los niños son el reflejo de lo que los maestros somos en el aula, el niño tiene
desconocimiento del número, sabe cómo se escribe en forma de signo, pero eso no da cuenta de lo que puede manejar en su contexto, porque le faltó pasar por un proceso para su adquisición; no solamente debe dársele de manera verbal y repetitiva.
El niño no tiene dificultades, sino que éstas se presenta cuando tiene que
resolver situaciones que implica el uso de suma o resta, porque para resolverlas tiene que seguir pasos de forma sistemática, que le fueron enseñados de manera verbal, no permitiéndole hacer manipulaciones, aplicando su curiosidad; porque las matemáticas es saber hacer, resolviendo problemas.

Tiene dificultad para aprender un contenido de manera superficial, donde el
único apoyo del maestro es proponer actividades del libro, prohibiéndole trabajar con sus compañeros, que le permitan superar sus dificultades, perdiendo la oportunidad de relacionarlo con su contexto.

Debemos ser conscientes de que éste es un mundo nuevo, donde se le
obliga a relacionarse con números, que no solamente son abstractos, sino que le resultan imprescindibles; prohibiéndole formular, probar, construir e intercambiar sus ideas o adoptar nuevas, a partir de sus propias hipótesis.
Para Vigotski (2002, el niño no tiene dificultades, la dificultad se presenta
cuando queremos que él aprenda el lenguaje de nosotros, para esto debemos
guiar y apoyar; más que imponer nuestros intereses.

El maestro, al no correlacionar esta asignatura con otra, hace que el niño
pierda el interés, impidiéndosele buscar otras alternativas. Para Tymoszco
(1986) y Ernest (1991), las matemáticas no deben ser enseñadas de forma
aislada, porque no sería posible su enseñanza.
Dentro de las aulas los docentes, continúan impartiendo paso por paso el
currículo oficial, sin alterar el orden, sin aportar innovaciones propias a las
actividades propuestas, dosifica los contenidos por mes, eso lo lleva a trabajar de manera sistemática, como consecuencia, los niños que no van a ese ritmo, se van rezagando dentro del aula.
Muchas de las funciones que realiza el docente se debe a la falta de una
concepción pluridisciplinar que demanda el aprendizaje las matemáticas, diferente de la manera en cómo las aprendió.

Los múltiples cursos de actualización que se les brindan a los docentes, no
han sido suficientes para lograr abatir este problema, debido a la información
superficial que en éstos se da a conocer. Necesitan conocer realmente más
teorías, porque en muchas ocasiones las conocen por el nombre, pero en realidad, no conocen su contenido.
Este conocimiento les permitirá identificar cual es la que más se adecua a
los intereses de sus alumnos, el desconocimiento lleva al abuso de la repetición y mecanización.

Nos encontramos ante un problema real, donde creemos que el niño es el
que debe aprender a resolver cualquier situación, que se le presenta por sí solo, pero según Barbara Rogoff (1993), el niño debe partir de lo social a lo individual, es decir, donde el adulto docente debe guiar su proceso, para que en un futuro
pueda resolver situaciones, conviviendo con un grupo de iguales que le permitan contrastar y explicar ideas.
Una de las tendencias generales más difundidas hoy consiste en el hincapié
en la transmisión de los procesos de pensamiento propios de las matemáticas,
más bien que en la mera transferencia de contenidos.
Por ello se concede una gran importancia al estudio de las cuestiones, en
buena parte colindantes con la Psicología cognitiva, se refiere a los procesos
mentales de resolución de problemas, más que a la mera transmisión de recetas adecuadas en cada materia.

Nuevamente, para Vigotski (2002), el docente debe conocer a sus niños,
para que pueda potenciar sus habilidades, donde el trabajo colectivo y el juego se utilicen como medios.
Así pues, de esta manera se nos sugiere a los docentes conocer a más a
nuestros niños, para poder estar dándoles lo que ellos necesitan de acuerdo a sus intereses; debemos procurar no trabajar una actividad única dentro del grupo, si realmente deseamos despertar en él sus habilidades.

BIBLIOGRAFÍA.

Dubrovsky s. El valor de la teoría socio-histórica de vigotski, para la comprensión
de los problemas de aprendizaje escolar, En Dubrovsky S. (comp.), Vigotski su
proyección en el pensamiento actual. (pp 61-73) (2002).
Godino, Juan D. Y Batanero Carmen. Relaciones Dialécticas entre teoría,
desarrollo y práctica en educación Matemáticas: Un meta-análisis de tres
investigaciones. 1996. (pp 13-22).
Rogoff, Barabara. Aprendices del pensamiento. El desarrollo cognitivo en el
contexto social. Editorial Piados. Barceloana Buenos Aires, México. (1993)
María de Jesús Esparza González.