lunes, 18 de abril de 2011

¿Qué sabemos realmente de las neuronas espejo?

En 1992, Giacomo Rizzolatti y su equipo de la Universidad de Parma estaban estudiando un área del cerebro del macaco llamada F5. F5 es un área premotora, es decir, está implicada en la organización del comportamiento, aunque la actividad que se desarrolla en ella no se traduce directamente en órdenes motoras; dar las órdenes es misión de la corteza motora. Los científicos estaban midiendo la actividad eléctrica de las neuronas F5 con electrodos implantados en los cerebros de los macacos.

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martes, 12 de abril de 2011

Querido lector...

...habrás observado una disminución en la frecuencia de publicación de este blog en las últimas semanas. Como seguidor fiel de Experientia docet creo que mereces una explicación clara y directa. No tengo ninguna intención de abandonar el blog, simplemente mis circunstancias personales han cambiado de forma drástica en el último mes. Si bien hay otros condicionantes, el aspecto que más influye tiene nombre médico, adenocarcinoma, un tipo de cáncer de pulmón. El año pasado, esta misma enfermedad tuvo el efecto de interrumpir la publicación durante cuatro meses; en esa ocasión afectó a mi suegro y ahora afecta a mi madre. Afortunadamente, ayer tuvo lugar una intervención quirúrgica.

Espero que en pocas semanas pueda recuperar mi ritmo de publicación habitual. Hasta entonces, sencillamente, no habrá ritmo, es decir, publicaré cuando encuentre algo muy interesante y tenga la oportunidad y las ganas. 

Muchas gracias por seguir ahí.   

jueves, 7 de abril de 2011

Sometido al mismo estímulo el cerebro adulto crece como el de un niño.


El aprendizaje de los nombres de nuevos colores produce un rápido incremento en la materia gris de la corteza cerebral en un cerebro adulto sano. Dicho con otras palabras, el cerebro humano adulto aún conservaría la capacidad de crecimiento que tiene el de un niño cuando se le expone a estímulos similares a los que tiene éste. El estudio fue realizado por un equipo de investigadores encabezado por Veronica Wok, de la Universidad de Honkg Kong (China). Las conclusiones aparecen en los Proceedings of National Academy of Sciences.

Los investigadores enseñaron a 19 voluntarios unas tarjetas coloreadas con dos tonos de verde y dos tonos de azul. Cada una de las cuatro tonalidades de color fue bautizada con un nombre inventado y sin ningún sentido, algo completamente nuevo para los probandos y no asociable con nada conocido. Se les pidió a los sujetos que aceptasen estos nombres como los descriptores reales para los cuatro colores y que los memorizasen, de tal manera que pudiesen responder con el nombre correcto cuando se les pidiese asociarlos unos días después. El condicionamiento se realizó durante tres días en un total de cinco sesiones que, en conjunto, sumaron menos de dos horas.

Tras el aprendizaje los voluntarios fueron sometidos a escáneres por resonancia magnética (MRI, por sus siglas en inglés). Los investigadores pudieron comprobar que se había formado nueva materia gris en el hemisferio derecho de los cerebros. No está claro si esta nueva materia gris está constituida por nuevas neuronas o son dendritas (ramificaciones) de las ya existentes. Investigaciones anteriores han demostrado que el cerebro puede crecer en períodos largos de tiempo pero, hasta ahora, se consideraba que el cerebro era incapaz de añadir materia gris en un tiempo tan corto.

Parece ser que la clave estaría en la diferenciación de nombres y en cómo los sujetos perciben los colores en función de los nombres que se les da (esta es una versión de la famosa hipótesis de Sapir-Whorf). A los voluntarios se les habría pedido algo que es mucho más complejo que simplemente memorizar unos nombres, se les habría solicitado un cambio de percepción. El hecho de que las áreas del cerebro en las que aumentó la materia gris sean conocidas como zonas en las que no sólo se procesan el color y la visión, sino también la percepción, respaldarían esta idea.

Como ha ocurrido en otras ocasiones memorables en la historia de la ciencia, el descubrimiento no es lo que los investigadores esperaban encontrar, ya que su idea era precisamente buscar pruebas de la hipótesis de Sapir-Whorf, esto es, si el mundo es percibido según la lengua que se hable. Si bien este resultado no resuelve definitivamente esta cuestión, si podría proporcionar vías por las que desarrollar mecanismos para ayudar a personas con dificultades de aprendizaje o, incluso, con daño cerebral.

Referencia:

Kwok, V., Niu, Z., Kay, P., Zhou, K., Mo, L., Jin, Z., So, K., & Tan, L. (2011). Learning new color names produces rapid increase in gray matter in the intact adult human cortex Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1103217108

domingo, 3 de abril de 2011

¿Olemos todos igual? Las conexiones olfatorias varían individualmente.

Imagen coronal del bulbo olfatorio de un ratón adulto.


Un  equipo de investigadores encabezados por Sulagna Ghosh, del Instituto de Investigación Scripps (Estados Unidos), ha desarrollado una técnica basada en un virus para resaltar las rutas que siguen los nervios individuales. Al aplicar la técnica a los sistemas olfatorios de ratones han encontrado que las neuronas olfatorias mandan sus señales a dos áreas cerebrales de formas que difieren significativamente de un ratón a otro; una variabilidad que es probable que también exista en los humanos. Este hallazgo pone de manifiesto una vez más cuánto nos queda por descubrir sobre el conectoma en general. Los resultados aparecen publicados en Nature.

Para los primeros pasos del proceso de percepción de un olor, las conexiones neuronales en mamíferos son algo bastante conocido. Cada neurona olfatoria primaria tiene unas a modo de raicillas incrustadas en los tejidos nasales, en las que hay receptores específicos para cada olor. Cuando estos receptores se activan por la molécula odorífera adecuada, la neurona que los alberga se activa y manda una señal a través de su axón a un centro de procesamiento inicial, el bulbo olfatorio. En éste la señal llega a unas agrupaciones esféricas de fibras llamadas glomérulos [capa azul en la imagen].

Estos glomérulos son específicos para cada olor y están ordenados de una forma tan consistente y homogénea que el patrón de activación espacial que provoca un olor concreto es prácticamente idéntico entre individuos. Tanto es así que, simplemente observando qué conjunto de glomérulos se activan en un ratón dado, se puede predecir qué olor está percibiendo.

Pero cuando estas señales van de los glomérulos a los centros de procesamiento superiores del córtex olfatorio, ¿se mantiene esta ordenación estereotípica? Se sabe que esto es así para la visión y el tacto; la misma regularidad se encuentra en el sistema olfatorio de las moscas pero, ¿y en los mamíferos?

Las señales de los glomérulos activados llegan a las regiones de procesamiento del córtex olfatorio a través de las llamadas neuronas mitrales y en penacho [MP, capa roja en la imagen]. Hasta ahora no se disponía de herramientas lo suficientemente precisas para seguir las conexiones en los mamíferos desde los glomérulos individuales a sus neuronas MP, y de éstas a sus terminaciones en el córtex olfatorio.

Para solventar esta carencia Ghosh et al. han desarrollado una técnica mediante la que pueden llevar a cada glomérulo un virus que expresa un trazador fluorescente. Los investigadores pueden asignar diferentes colores fluorescentes a las neuronas MP conectadas específicamente a un glomérulo y seguir después sus axones hasta el córtex.

La técnica Ghosh (llamémosla así) permitió a los científicos seguir los axones de cualquier neurona MP a dos centros corticales de procesamiento, la pars externa del núcleo olfatorio anterior y el córtex piriforme. Las localizaciones de las terminaciones de los axones de las neuronas MP en ambos centros ya no mostraban el patrón tan claro que aparecía en el bulbo olfatorio. La comparación de estos patrones en los distintos ratones se realizó en un cerebro tridimensional desarrollado por bioinformáticos de la Universidad de California en San Diego (un ejemplo a continuación).

video


De forma sorprendente, los investigadores pudieron constatar que las proyecciones del mismo glomérulo en dos ratones diferentes no se parecían más que las proyecciones de glomérulos diferentes. En otras palabras, la conexión existente desde el bulbo olfatorio y las regiones de procesamiento cortical son únicas para cada individuo, en este caso ratones, pero podría extrapolarse a los humanos.

Toda buena investigación plantea preguntas más interesantes que las que resuelve. En este caso se pueden plantear al menos dos que son, como mínimo, desconcertantes: primero, ¿por qué mecanismo durante el desarrollo fetal los axones de neuronas MP adyacentes y aparentemente idénticas llegan a sitios tan distintos del córtex olfatorio?; segundo, ¿perciben los animales el mismo olor de la misma manera si la estructura de conexiones varía de individuo a individuo? Esta última pregunta se refiere a lo que los filósofos llaman qualia , ¿es mi experiencia del olor de la rosa la misma que la tuya?

La clave a la segunda pregunta está probablemente en la amígdala. A este centro llegan también las señales del bulbo olfatorio, pero la técnica Ghosh no permite, de momento, recorrer distancias tan grandes.


Referencia:

Ghosh, S., Larson, S., Hefzi, H., Marnoy, Z., Cutforth, T., Dokka, K., & Baldwin, K. (2011). Sensory maps in the olfactory cortex defined by long-range viral tracing of single neurons Nature DOI: 10.1038/nature09945

viernes, 1 de abril de 2011

4 ideas claras.


Hoy inauguramos oficialmente un nuevo blog por el autor de Experientia docet: 4 ideas claras. Es un blog completamente diferente pero con el mismo nivel de rigor. En el se exploran conceptos y herramientas para la comunicación, el liderazgo, la innovación y la cultura organizacional. La idea es que sea útil.

Quedáis invitados a descubrirlo y, sobre todo, a que comentéis los que os gusta, lo que no y qué temática os gustaría ver tratada. Muchas gracias a los colaboradores de Amazings.es y a los colisteros de Mensa to Business por sus valiosos comentarios de la versión beta.