Explican cómo se comportan las neuronas que permiten predecir acciones de otros.

• Científicos de la Universidad de Harvard han descubierto un tipo de neuronas que se encarga de intentar predecir "el futuro" de las acciones de otros.
• Los científicos utilizaron un juego que ofrecía a los monos, ubicados uno al lado del otro sin poder verse, la posibilidad de cooperar o no cooperar con el otro.

Un estudio realizado por investigadores del Hospital General de Massachusetts (EE.UU.), ha descubierto dos grupos de neuronas que juegan un papel clave en las interacciones sociales entre los primates, uno que se activa en el momento de decidir si desean cooperar con otro individuo y otro involucrado en la predicción de lo que el otro va a hacer.

"Durante mucho tiempo hemos estado interesados en entender cómo la complejidad de las interacciones sociales entre los individuos está mediada por las neuronas en el cerebro", afirma Keren Haroush, autora de un artículo que se publica en "Cell". Haroush explica que han encontrado una parte del lóbulo frontal llamada la corteza cingulada anterior "juega un papel esencial en la mediación de las interacciones sociales cooperativas en los monos Rhesus. Algunas neuronas codifican la decisión de que el animal coopere o no con otro mono y un grupo separado se activó en la predicciónde lo que el otro mono haría antes de haber hecho su selección. La actividad de esas neuronas predictivas de los otros se vio afectada de forma única por el contexto social de la interacción", añade.

Todos los días tomamos decisiones basadas en la predicción de lo que alguien más hará, como decidir si el conductor que se aproxima a una intersección se detendrá ante el semáforo en rojo para determinar si una estrategia en particular dará lugar a un resultado deseado. La corteza cingulada anterior está ampliamente conectada con otras regiones del cerebro que se sabe que están involucradas en la conducta interactiva y daños en la corteza provocan disminución del interés por otras personas en comparación con objetos inanimados.

Estudio en monos

De hecho, se ha visto que las personas con trastornos del espectro autista u otras condiciones que afectan a las interacciones sociales, como el trastorno antisocial de la personalidad, tienen anormalidades en esta corteza. Para entender mejor su papel en la toma de sus propias decisiones y predecir lo que otra persona va a hacer, Haroush y Ziv Williams, pusieron a prueba a parejas de monos en una versión del juego del dilema del prisionero.

En el juego, se da a cada mono una opción, en este caso, cuál de los dos símbolos que aparecen eligen, y la relación entre las elecciones de los dos animales determina la cantidad de la recompensa que cada uno recibirá. En las pruebas repetidas con los monos sentados uno junto al otro, los animales aprenden por experiencia que un símbolo representa la cooperación con el otro mono y el otro representa una falta de cooperación llamada deserción.

Si ambos animales eligen el símbolo de la cooperación, los dos obtienen igualmente un gran vaso de zumo, pero si uno opta por la deserción y el otro escoge la cooperación, el desertor obtiene la mayor cantidad de jugo y el cooperador obtiene la más pequeña. Sin embargo, si ambos animales eligen la deserción, ambos consiguen un vaso igual de pequeño de zumo; de forma que decidir cómo obtener más cantidad de jugo consiste en predecir lo que el otro animal elegirá.

Ensayos futuros

Cada ensayo alternó aleatoriamente a qué animal se le dio la oportunidad de elegir primero. Después de que ambos habían hecho sus elecciones, los monos podían ver lo que cada uno había elegido y detectar la cantidad de zumo que cada uno recibió. Mientras que los animales eran más propensos a seleccionar la deserción frente a la cooperación general, eran menos propensos a cooperar si el otro mono había desertado en la prueba anterior.

La cooperación mutua entre los dos monos aumentó la probabilidad de cooperación en los ensayos futuros. Dos versiones de la prueba que cambiaron el contexto social del experimento, una en la que los monos estaban en habitaciones separadas y la otra en la que un mono jugó contra un ordenador, reducen significativamente la posibilidad de cooperación y reciprocidad después de la cooperación mutua anterior.

Elección individual

La medición de la actividad de 353 neuronas individuales dentro de la coretza cingulada mientras los monos realizaron los ensayos, reveló que aproximadamente la mitad se activó durante la tarea. De estas neuronas que responden a los trabajos, un cuarto mostró diferencias en la activación basándose en la elección individual de los animales, y un grupo aún mayor, una tercera parte de las que participan en la tarea, mostró cambios en la activación en correspondencia con la elección aún desconocida de los otros monos. Las predicciones hechas por la actividad de estas neuronas eran tan precisas como las realizadas por un algoritmo que evalúa opciones anteriores de los animales.

"También encontramos que estas otras neuronas predictivas se vieron afectadas de forma única por el contexto social de la interacción y eran mucho menos activas cuando se separó a los animales, apoyando la función de estas neuronas en anticipar las intenciones de otro individuo. Además, interrumpiendo temporalmente la actividad de la corteza durante una serie de ensayos redujo la probabilidad global de cooperación y, en concreto, la cooperación recíproca, que está en consonancia con estudios previos que han encontrado la participación de la corteza en los trastornos que afectan a la interacción social", afirma Williams.

"Las interacciones sociales son complejas y aquí hemos tocado en sólo un pequeño aspecto de cómo las personas interactúan -añade-. Nuestra eventual esperanza es entender mejor cómo se codifican estas complejas interacciones multifacéticas dentro del cerebro humanoy utilizar este conocimiento para desarrollar nuevos tratamiento específicos para trastornos como el autismo y el comportamiento antisocial, que a menudo se caracterizan por dificultad con la interacción social".

fuente/ Te Interesa

Es increíble como se parece la formación de la galaxias con el sistema Neuronal. ¿Será que es lo mismo pero a diferente escala?

Neurofisiólogos detectan cómo el cerebro viaja al pasado.

Wikimedia

Científicos de la Universidad Vanderbilt en Nashville (EE.UU.) han descubierto cómo el cerebro conserva los recuerdos del pasado. Tras observar la actividad del lóbulo temporal medial durante un experimento, los investigadores han concluido que el cerebro cataloga los recuerdos en función de una secuencia provisional.

El descubrimiento principal consiste en que cada fragmento de la memoria de un ser humano está marcado con las llamadas 'timestamps' ('marcas del tiempo'), informa 'Journal of Neuroscience'.

Sean Polyn, uno de los especialistas que participó en la investigación, explica que, por su funcionamiento, estas marcas se parecen a los índices que se usan en los bancos de datos electrónicos, y la manera en cómo se guardan se asemeja a la clasificación de los archivos informáticos en función de su fecha de creación.

Así, los investigadores subrayan que el lóbulo temporal medial es un banco de los recuerdos y se encarga de "los viajes mentales al pasado". Un método exclusivo elaborado por la Universidad de Vanderbilt permitió averiguar cómo funcionan las distintas partes del lóbulo y descubrir también cómo interactúan. Los neurofisiólogos descubrieron que la parte delantera del lóbulo temporal medial extrae los recuerdos y la activación de su parte trasera indica que estamos sumidos en evocaciones profundas, es decir, "viajando al pasado".

Los científicos consideran que el conocimiento de cómo se guarda la información en el cerebro podría ser muy útil y tener aplicaciones médicas en el tratamiento de los pacientes de alzhéimer y epilepsia, para conservar la memoria y los recuerdos, los cuales estas dolencias suelen borrar.

fuente/RT

Un 'mini-cerebro' de la médula espinal nos permite mantener el equilibrio.

Combina datos procedentes de los sensores de 'tacto ligero' de los pies con las señales procedentes del cerebro.

Circuito neural de la médula espinal de un ratón que procesa las señales de tacto ligero de los pies. Las células rojas son las neuronas RORα, que funden las señales procedentes de las fibras neurales procedentes del cerebro y las de las extremidades (ambas en azul). Imagen: Steeve Bourane. Fuente: Instituto Salk.

Científicos estadounidenses han averiguado cómo funciona el sistema nervioso de los animales para mantener el equilibrio, por ejemplo, en una superficie helada. Un 'mini-cerebro' situado en la médula espinal combina la información procedente de los sensores de 'tacto ligero' de los pies con la procedente del cerebro, para ajustar los músculos y las articulaciones y mantener el equilibrio.

A través de un estacionamiento helado en invierno y permanecer en posición vertical requiere una intensa concentración.

Pero un nuevo descubrimiento sugiere que gran parte del acto de equilibrio que nuestros cuerpos realizan cuando se enfrentan a una tarea como esa sucede inconscientemente, gracias a un grupo de neuronas de nuestra médula espinal que funciona como un "mini-cerebro" para integrar la información sensorial y hacer los ajustes necesarios en nuestros músculos para que no nos resbalemos y caigamos.

En un artículo publicado ayer en la revista Cell, científicos del Instituto Salk de Estudios Biológicos (La Jolla, California, EE.UU.) cartografían los circuitos neuronales de la médula espinal que procesan el sentido del tacto ligero. Este circuito permite que el cuerpo realice de forma refleja pequeños ajustes en la posición del pie y el equilibrio por medio de sensores de tacto ligero en los pies.

El estudio, realizado en ratones, ofrece el primer mapa detallado de un circuito espinal que sirve como centro de control para la integración las órdenes motoras del cerebro con información sensorial de las extremidades. Una mejor comprensión de estos circuitos debería ayudar en el desarrollo de terapias para lesiones de la médula espinal y enfermedades que afectan a las habilidades motoras y el equilibrio, así como para prevenir las caídas de los ancianos.

"Cuando nos ponemos de pie y andamos, sensores táctiles de las plantas de nuestros pies detectan cambios sutiles en la presión y el movimiento. Estos sensores envían señales a nuestra médula espinal y al cerebro", explica Martyn Goulding, profesor de Salk, en la nota de prensa del Instituto.

"Nuestro estudio abre lo que era básicamente una caja negra, ya que hasta ahora no sabíamos cómo se codifican o procesan estas señales en la médula espinal. Por otra parte, no estaba claro cómo esta información táctil se fundía con otra información sensorial para controlar el movimiento y la postura".

Los sentidos

Mientras que el papel del cerebro suele ser el principal en logros cerebrales tales como la filosofía, las matemáticas y el arte, gran parte de lo que el sistema nervioso hace es usar la información obtenida de nuestro entorno para guiar nuestros movimientos.

Caminando por el estacionamiento de hielo, por ejemplo, varios de nuestros sentidos se dedican a evitar que nos caigamos. Nuestros ojos nos dicen si estamos sobre hielo brillante o en asfalto húmedo. Los sensores de equilibrio de nuestro oído interno mantienen la cabeza paralela al suelo. Y los sensores de nuestros músculos y articulaciones siguen las posiciones cambiantes de nuestros brazos y piernas.

Cada milisegundo, múltiples flujos de información, incluyendo las señales del canal de transmisión del tacto ligero que el equipo de Goulding ha identificado, fluyen hacia el cerebro. Una forma que tiene el cerebro de manejar estos datos es por pre-procesamiento en estaciones de paso sensoriales, como el ojo o la médula espinal.

El ojo, por ejemplo, tiene una capa de neuronas y sensores de luz en su parte trasera que realiza cálculos visuales -proceso conocido como "codificación"- antes de que la información pase a los centros visuales del cerebro.

En el caso del tacto, los científicos han pensado durante mucho tiempo que la coreografía neurológica del movimiento se basa en circuitos de análisis de datos de la médula espinal. Pero hasta ahora ha sido muy difícil identificar con precisión los tipos de neuronas implicadas y trazar la forma en que se conectan entre sí.

Neuronas RORα

En su estudio, los científicos de Salk desmitifican este afinado sistema de control sensorial-motor. Usando técnicas de imagen de vanguardia basadas en virus de la rabia rediseñados, rastrearon las fibras nerviosas que transportan las señales de los sensores táctiles de los pies a sus conexiones en la médula espinal.

Encontraron que estas fibras sensoriales se conectan en la médula espinal con un grupo de neuronas conocidas como neuronas RORα, llamadas así por un tipo específico de receptor molecular encontrado en el núcleo de estas células.

Las neuronas RORα a su vez están conectadas con neuronas de la región del motor de cerebro, lo que sugiere que podrían servir como enlace clave entre el cerebro y los pies.

Cuando el equipo de Goulding desactivó las neuronas RORα de la médula espinal utilizando ratones modificados genéticamente desarrollados en Salk, descubrieron que estos ratones eran sustancialmente menos sensibles al movimiento a través de la superficie de la piel o a una pieza de cinta adhesiva colocada en sus pies. A pesar de esto, los animales eran todavía capaces de caminar o estar de pie normalmente en terreno plano.

Sin embargo, cuando los investigadores hicieron caminar a los animales a través de un camino estrecho y elevado, una tarea que requiere más esfuerzo y habilidad, los animales lo pasaban mal, y se movían de manera más torpe que los animales con las neuronas RORα intactas.

Los científicos lo atribuyen a la reducción de capacidad de los animales para detectar la deformación de la piel cuando un pie se desliza por el borde y para responder en consecuencia con pequeños ajustes en la posición de los pies y el equilibrio: habilidades motoras similares a las necesarias para mantener el equilibrio sobre hielo u otras superficies resbaladizas.

Otra característica importante de las neuronas RORα es que no sólo reciben señales desde el cerebro y los sensores de tacto ligero, sino que también se conectan directamente con las neuronas de la médula espinal ventral que controlan el movimiento. Por lo tanto, están en el centro de un "mini-cerebro" de la médula espinal que integra las señales del cerebro con señales sensoriales para asegurarse de que los miembros se mueven correctamente.

Combinación

"Creemos que estas neuronas son responsables de la combinación de toda esta información para decir a los pies que se muevan", afirma Steve Bourane, investigador postdoctoral en el laboratorio de Goulding y autor principal del artículo.

"Si usted se queda parado sobre una superficie resbaladiza durante mucho tiempo, se dará cuenta de que los músculos de la pantorrilla se endurecen, pero puede no haber notado que los estaba usando. Su cuerpo está en piloto automático, haciendo constantemente correcciones sutiles mientras le da la libertad de atender otras tareas de más nivel".

El estudio del equipo representa el comienzo de una nueva ola de investigación que promete dar explicaciones precisas y completas a cómo el sistema nervioso codifica e integra la información sensorial para generar movimiento consciente e inconsciente.

"Cómo crea el cerebro una percepción sensorial y la convierte en una acción es una de las cuestiones centrales de la neurociencia", añade Goulding. "Nuestro trabajo está ofreciendo una visión muy potente de las vías neuronales y los procesos que subyacen en el control del movimiento y la forma en que el cuerpo percibe su entorno. Estamos en el comienzo de un gran cambio real en este campo, lo cual es muy emocionante".

Referencia bibliográfica:

Steeve Bourane, Katja S. Grossmann, Olivier Britz, Antoine Dalet, Marta Garcia Del Barrio, Floor J. Stam, Lidia Garcia-Campmany, Stephanie Koch, Martyn Goulding. Identification of a Spinal Circuit for Light Touch and Fine Motor Control. Cell (2015). DOI: 10.1016/j.cell.2015.01.011

fuente/Tendencias21

Entrevista a Annie Marquier. El Cerebro del Corazón.

[...]el campo electromagnético del corazón es el más potente de todos los órganos del cuerpo, 5.000 veces más intenso que el del cerebro. Y se ha observado que cambia en función del estado emocional. Cuando tenemos miedo, frustración o estrés se vuelve caótico.

Annie Marquier, matemática e investigadora de la conciencia ha descubierto que el corazón contiene un sistema nervioso independiente y bien desarrollado con más de 40.000 neuronas y una compleja y tupida red de neurotransmisores, proteínas y células de apoyo.

Gracias a esos circuitos tan elaborados, el corazón es inteligente y puede tomar decisiones y pasar a la acción independientemente del cerebro; y puede aprender, recordar e incluso percibir.

Existen cuatro tipos de conexiones que parten del corazón y van hacia el cerebro de la cabeza.

Primera…

La comunicación neurológica mediante la transmisión de impulsos nerviosos. El corazón envía más información al cerebro de la que recibe, es el único órgano del cuerpo con esa propiedad, y puede inhibir o activar determinadas partes del cerebro según las circunstancias.

¿Significa eso que el corazón puede influir en nuestra manera de pensar?

Puede influir en nuestra percepción de la realidad y por tanto en nuestras reacciones.

Segunda conexión…

La información bioquímica mediante hormonas y neurotransmisores. Es el corazón el que produce la hormona ANF, la que asegura el equilibrio general del cuerpo: la homeostasis. Uno de sus efectos es inhibir la producción de la hormona del estrés y producir y liberar oxitocina, la que se conoce como hormona del amor.

Tercera…

La comunicación biofísica mediante ondas de presión. Parece ser que a través del ritmo cardiaco y sus variaciones el corazón envía mensajes al cerebro y al resto del cuerpo.

Cuarta…

La comunicación energética: el campo electromagnético del corazón es el más potente de todos los órganos del cuerpo, 5.000 veces más intenso que el del cerebro. Y se ha observado que cambia en función del estado emocional. Cuando tenemos miedo, frustración o estrés se vuelve caótico.

¿Y se ordena con las emociones positivas?

Sí. Y sabemos que el campo magnético del corazón se extiende alrededor del cuerpo entre dos y cuatro metros, es decir, que todos los que nos rodean reciben la información energética contenida en nuestro corazón.

¿A qué conclusiones nos llevan estos descubrimientos?

El circuito del cerebro del corazón es el primero en tratar la información que después pasa por el cerebro de la cabeza. ¿No será este nuevo circuito un paso más en la evolución humana?

Hay dos clases de variación de la frecuencia cardiaca: una es armoniosa, de ondas amplias y regulares, y toma esa forma cuando la persona tiene emociones y pensamientos positivos, elevados y generosos. La otra es desordenada, con ondas incoherentes.

¿Aparece con las emociones negativas?

Sí, con el miedo, la ira o la desconfianza. Pero hay más: las ondas cerebrales se sincronizan con estas variaciones del ritmo cardiaco; es decir, que el corazón arrastra a la cabeza. La conclusión es que el amor del corazón no es una emoción, es un estado de conciencia inteligente.

Ya ve, el cerebro del corazón activa en el cerebro de la cabeza centros superiores de percepción completamente nuevos que interpretan la realidad sin apoyarse en experiencias pasadas. Este nuevo circuito no pasa por las viejas memorias, su conocimiento es inmediato, instantáneo, y por ello, tiene una percepción exacta de la realidad.

Está demostrado que cuando el ser humano utiliza el cerebro del corazón crea un estado de coherencia biológico, todo se armoniza y funciona correctamente, es una inteligencia superior que se activa a través de las emociones positivas.

Es un potencial no activado, pero empieza a estar accesible para un gran número de personas.

¿Y cómo puedo activar ese circuito?

Cultivando las cualidades del corazón: la apertura hacia el prójimo, el escuchar, la paciencia, la cooperación, la aceptación de las diferencias, el coraje…

Es la práctica de pensamientos y emociones positivas. En esencia, liberarse del espíritu de separación y de los tres mecanismos primarios: el miedo, el deseo y el ansia de dominio, mecanismos que están anclados profundamente en el ser humano porque nos han servido para sobrevivir millones de años.

¿Y cómo nos libramos de ellos?

Tomando la posición de testigos, observando nuestros pensamientos y emociones sin juzgarlos, y escogiendo las emociones que nos pueden hacer sentir bien. Debemos aprender a confiar en la intuición y reconocer que el verdadero origen de nuestras reacciones emocionales no está en lo que ocurre en el exterior, sino en nuestro interior.

Cultive el silencio, contacte con la naturaleza, viva periodos de soledad, medite, contemple, cuide su entorno vibratorio, trabaje en grupo, viva con sencillez. Y pregunte a su corazón cuando no sepa qué hacer.

fuente/Maestro Viejo Despierta

Descubrimiento de una Nueva y Misteriosa Neurona

El cerebro humano cambia y evoluciona constantemente y por supuesto, la ciencia avanza en sus investigaciones sobre el cerebro. Éste evoluciona también pero a medida que la ciencia avanza, el funcionamiento del mismo se vuelve cada vez más misterioso.

Recientemente se ha descubierto un nuevo tipo de neurona que parece ser más efectiva transmitiendo información que una célula cerebral normal.

Las neuronas son células nerviosas que transmiten mensajes en el cerebro a toda velocidad y por ende por todo el cuerpo al encender señales eléctricas entre unas y otras. Estas células varían en tamaño y forma aunque comparten características similares con respecto a su funcionamiento. Cada célula nerviosa tiene unos receptores en forma de dedo llamados dendritas y estos mensajes son transmitidos a través del cuerpo de la célula y después un delgado y largo axón lleva el mensaje a otra célula.

Investigadores de la Universidad de Heidelberg en Alemania han descubierto en cerebros de ratones un nuevo tipo de neurona dentro de las células triangulares (nos parece curioso la forma de la célula, que nos recuerda notablemente al llamado Ojo del Destino, ancestral símbolo que representaba la iluminación. ¿Acaso alguien tenía acceso a este conocimiento?) del hipocampo. 

En estas nuevas células, el axón se origina directamente de una dendrita rodeando el cuerpo celular. Esta estructura permite, por lo que parece, una transmisión de la información mejorada con respecto a las neuronas normales.

El hipocampo es la región del cerebro que está involucrada en el proceso de la memoria y se sabe que es importante para el conocimiento espacial. Esta parte del cerebro consolida la información a través del día y reproduce los mismos patrones a un ritmo muy rápido durante el sueño.

Los investigadores han estudiado los efectos de las señales recibidas por los axones. Para ello, inyectaron una sustancia a modo de transmisor neuronal en el tejido cerebral de los ratones. Esta sustancia “mensajera” fue activada utilizando pulsos de luz que eran proyectados directamente a ciertas dendritas y estudiada a través de un microscopio de alta resolución.

Nuestras medidas indican que las dendritas que están conectadas directamente con el axón, propagan activamente incluso los estímulos más pequeños y activan la neurona, afirma el investigador Tony Kelly, miembro de la Universidad de Bonn. Una simulación informática realizada por los investigadores predice que este efecto es particularmente llamativo cuando la información que fluye desde otras dendritas hasta el axón es suprimida por señales de corriente inhibitorias del cuerpo celular”. De ese modo, la información transmitida por esta dendrita tan especial influye en el comportamiento de la célula nerviosa más que la corriente proveniente de cualquier otra dendrita.

La pregunta que subyace es por qué estas células del hipocampo necesitan de estas “circunvalaciones” que saltan sobre el cuerpo de la célula. Este trayecto peculiar parece que hace a las células que emiten señales más fuertes y menos propensas a inhibir su respuesta que las neuronas que operan por las rutas tradicionales. No obstante, todavía no está claro qué señales utilizan estos canales privilegiados y por qué.

El próximo paso para el equipo de investigación es identificar qué función biológica tiene que ver con esta neurona. Las respuestas a esta pregunta nos ayudarán a desenredar los misterios del vínculo entre el cerebro humano y la consciencia. ( Por José Luís Camacho/ Mundo Desconocido.es)

Los científicos descubren cómo un humano puede predecir su muerte inminente.

Dejar de sentir olores predice la muerte en cinco años: el sentido del olfato sirve de referente para el estado general del cuerpo o como marcador de la exposición a toxinas ambientales, según especialistas de la Universidad de Chicago (EE.UU.).

La pérdida del sentido del olfato no es causa de muerte como tal, pero predice fallecimiento con mayor precisión que un diagnóstico de cáncer, insuficiencia cardiaca o enfermedad pulmonar. Un grupo de especialistas estadounidenses presidido por Jayant Pinto llegó a tal conclusión al investigar a unos 3.000 voluntarios de entre 57 y 85 años de edad, según detallan en un artículo publicado en la revista 'PLOS ONE'.

Entre los años 2005 y 2006 los médicos sometieron a los participantes del experimento a una simple prueba: les pidieron identificar cinco olores simples: rosa, cuero, pescado, naranja y menta. El número de olores mal identificados sirvió de marcador del nivel de la gravedad de la pérdida del olfato. Cinco años después, los investigadores buscaron a tantos participantes del primer experimento como pudieron y les pidieron repetir la prueba.

Durante el período de cinco años transcurrido entre las dos pruebas, 430 de los voluntarios originales murieron. Del total, un 39% había fallado el primer experimento, un 19% había mostrado una pérdida moderada del olfato y solo un 10% había pasado la prueba exitosamente. En otras palabras, aquellos voluntarios que fallaron en la primera prueba tenían una probabilidad cuatro veces más alta de morir en los cinco años posteriores que aquellos que habían identificado los cinco olores bien. La tendencia siguió siendo la misma cuando los científicos tomaron en consideración los factores que suelen influir en el olfato: la raza, el sexo, salud mental y el nivel socioeconómico.

Los médicos estadounidenses han formulado incluso una explicación científica a sus conclusiones. Según deducen, la nariz puede pronosticar eficazmente la muerte debido a lo que la punta del nervio olfativo no solo contiene los receptores del olor sino también es la única parte del sistema nervioso humano continuamente regenerada por las células madre. La aparición de las nuevas células se reduce con edad, lo que desemboca en la disminución gradual de la capacidad de percibir e identificar olores. Una disfunción olfativa indica que el cuerpo está entrando en un estado de deterioro y ya no es capaz de repararse a sí mismo. El nervio olfativo, además, es la única parte del sistema nervioso que se expone al aire libre: ofrece a los venenos y agentes patógenos una vía rápida hacia el cerebro, con lo cual perder el olfato sería una alerta temprana de algo que finalmente acabará causando la muerte.

Con todo, Pinto y sus compañeros de investigación no han examinado las causas exactas de la muerte de sus voluntarios y tampoco pronostican si la gente joven mostraría los mismos resultados sometida a las mismas pruebas.

fuente del texto/actualidad.rt.com

Un segundo cerebro funciona en el abdomen y regula las emociones.

Un “segundo cerebro” funciona en el abdomen y regula emociones. Su red neuronal no elabora pensamientos, pero influye en el estado de ánimo y hasta en el sueño. Que se use la palabra “entripado” para referirse a un enojo podría no ser del todo metafórico.

Que el estómago “se cierre” en una situación estresante o que parezca poblado de mariposas ante el amor también tendría una explicación científica.El aparato digestivo está tapizado por una red de neuronas (células nerviosas) de tan amplio alcance que algunos científicos la han denominado “segundo cerebro”.

Ese cerebro, según estudios científicos recientes, influye en nuestro estado de ánimo, carácter y hasta en el ritmo de sueño.

Michael Gershon, investigador de la Universidad de Columbia, en los Estados Unidos, y autor de El segundo cerebro (The Second Brain), un libro de referencia en las investigaciones sobre el tema, explica que, conocido técnicamente como sistema nervioso entérico, el segundo cerebro está compuesto por capas de neuronas ubicadas en las paredes del tubo intestinal, y que contiene unos 100 millones de neuronas.

El pequeño cerebro que tenemos en las entrañas funciona en conexión con el grande, el del cráneo, y en parte, determina nuestro estado mental y tiene un papel clave en determinadas enfermedades que afectan otras partes del organismo.

Además de neuronas, en el aparato digestivo están presentes todos los tipos de neurotransmisores que existen en el cerebro. De hecho, el 95 por ciento de la serotonina, unos de los neurotransmisores más importantes del cuerpo, se encuentra en el intestino.

Sin embargo, aunque su influencia es amplia, se deben evitar confusiones: el segundo cerebro no es sede de pensamientos conscientes ni de toma de decisiones .

Como puede leerse en una nota publicada por la revista de divulgación científica Scientific American , gran parte de la potencia neurológica del segundo cerebro se concentra en la ardua tarea diaria de la digestión.

Emeran Mayer, profesor de Fisiología, Psiquiatría y Ciencias del Bio-comportamiento de la Universidad de California, le dijo a esa publicación que una gran parte de nuestras emociones probablemente se vea influida por los “nervios de los intestinos”.

En el mismo sentido, Gershon afirma que el bienestar emocional cotidiano quizá también dependa de mensajes que el cerebro intestinal envía al cerebro craneano.

Guido Iantorno, jefe de la Unidad de Motilidad Digestiva del Hospital Bonorino Udaondo, le explicó a Clarín que, aunque de modo indirecto, a través del eje cerebro-intestinal, el sistema nervioso entérico puede influir en situaciones emocionales y en otros síntomas como la hipersensibilidad al dolor.

Cuenta Iantorno que mediante tomografías computarizadas por emisión de positrones pudo comprobarse que, ante un estímulo en el intestino, en las personas con afecciones funcionales del aparato digestivo reacciona un sector del cerebro diferente del que reacciona en personas sanas.

“Esto significa que la corteza cerebral responde de diferente modo si se padece, por ejemplo, el síndrome de colon irritable”, dice Iantorno.

Algunos científicos piensan que en un futuro, algunos padecimientos intestinales podrían tratarse con terapias aplicadas a nivel neuronal.

De hecho, el síndrome de colon irritable en parte deriva de un exceso de serotonina en el intestino, y quizá podría ser considerado una “enfermedad mental” del segundo cerebro.

Los trabajos de Mayer con el sistema nervioso del intestino lo han llevado a pensar que, en los próximos años, la psiquiatría tendrá que ampliar su alcance para tratar el segundo cerebro además del que está sobre los hombros.

Consultado por Clarín vía correo electrónico, el científico Michael Gershon contó que ahora se sabe además que en el intestino hay células madre adultas que pueden reemplazar a las neuronas que mueren o son destruidas.

Además, afirmó Gershon: “El sistema nervioso entérico le habla al cerebro y este le responde.

El intestino puede afectar el humor, y la estimulación del nervio principal que conecta al cerebro con el intestino (el vago) puede ayudar a aliviar la depresión, y es usado para tratar la epilepsia”.

Para Gershon, el segundo cerebro tiene un papel en la mayoría de las cosas que enferman al intestino , desde el síndrome de colon irritable hasta las enfermedades relacionadas con la inflamación del intestino.

“Uno no puede vivir sin su sistema nervioso entérico".

Hasta la constipación de la tercera edad es un problema del segundo cerebro.

Necesitamos saber más sobre él para tener mayor información sobre cómo abordar muchos de los males más comunes de la humanidad”, le dijo el experto a Clarín.

Tenemos dos cerebros: el de la cabeza y el del estómago.

El estómago es una red extensa de neuronas (100 millones) interconectadas. Sestructura neuronal posee la capacidad de producir y liberar los mismos neurotransmisores, hormonas y moléculas químicas que produce el cerebro superior.

En nuestro sistema digestivo se produce y almacena el 90% de la serotonina de nuestro cuerpo; su función es esencial: absorción, aporte nutricional y movimientos musculares. Es la misma serotonina que en un 10% se crea en nuestro cerebro superior y de la que depende nuestro bienestar.

La famosa hormona de la felicidad la tenemos en el estómago, por eso debemos escuchar más al sistema digestivo. De cómo sintamos nuestras tripas depende nuestro ánimo. Si aprendemos a escuchar sus señales estaremos más sanos, perceptivos y equilibrados.

Desde la digestión podemos influir en nuestras emociones. Hay una relación continua de intercambio de información entre los dos cerebros. Un ejemplo: un estreñimiento crónico puede suponer una falta de serotonina, nos convierte en pesimistas y baja la libido.

Al cuidar tu estómago, puedes mejorar tu estado de ánimo. Si empiezas a reconectar, sentir, entender lo que te sienta mal, ser consciente de lo que comes y cómo, en quince días notas un cambio. La gente que escucha sus tripas, se hace masajes y sabe comer, transmite más equilibrio, comprensión, paciencia y son más intuitivos.

Si mimamos y relajamos el abdomen nuestras neuronas estomacales producen benzodiazepinas, las moléculas que usamos como ansiolíticos para relajar e inducir el sueño y para descontracturar músculos. Hay muchas sustancias químicas que nosotros producimos y que si no somos capaces de liberar, manifestamos depresión, ansiedad o cansancio crónico.

Para liberarlas podemos comenzar con pequeños cambios: comer bien y con paz. Ir al baño sin prisa, unos 15 minutos. Nuestro intestino se mueve un centímetro al minuto, es una ola de movimiento muscular lenta, tranquila y equilibrada, hay que respetarlo. Es muy beneficioso hacer un automasaje en la tripa, movimientos muy suaves empezando por el lado derecho y avanzando en el sentido de las agujas del reloj; eso relaja el sistema digestivo. Hacer diariamente diez minutos de estiramientos.

A media tarde, cuando aparece el cansancio, respirar con la barriga durante diez minutos. Un vaso de agua caliente en ayunas con unas gotitas de limón o menta activa la función muscular del estómago, vesícula e intestino. De vez en cuando un fin de semana de depuración a base de batidos de verduras es aconsejable. Y ejercicio regular.

Del sistema digestivo también depende nuestra piel. Nuestro sistema digestivo representa el 70% de las defensas. Si uno come mal, tiene mucho estreñimiento o gastroenteritis, infecciones, o toma muchos antibióticos, se trastorna todo el tráfico, es decir la función de filtrar, defender, eliminar y absorber.

Cuando este sistema depurativo, el más grande del cuerpo, funciona mal, otro órgano, como la piel, coge su función. Las consecuencias son dermatitis, psoriasis, acné, piel atópica, manchas… síntomas cuyo origen en un 80% es intoxicación interna.

Hay una conexión directa entre el envejecimiento precoz y procesos degenerativos tanto de piel y articulaciones con la salud del estómago. Ya lo estudió Iliá Mechnikov, premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1908, la fermentación pútrida en el intestino es la razón principal del envejecimiento precoz. Y el estreñimiento y la putrefacción proteica están vinculados al desarrollo del cáncer y a los procesos degenerativos sistémicos prematuros. Si la célula esta bien nutrida e hidratada y mantiene adecuadamente el proceso de eliminación y desactivación de las toxinas y de los radicales libres, puede estar joven y activa durante mucho tiempo.

Con la vida que llevamos (sedentaria, estresada, alimentación cuya calidad no está muy controlada…) no eliminamos todo lo que ingresamos y por tanto absorbemos toxinas, sufrimos putrefacción, inflamación, intoxicación y bajan las defensas. Un tratamiento para el colon una vez al año es muy recomendable.

Es recomendable que de vez en cuando, durante un mes, se retiren de la dieta trigo, azúcar, lácteos y alcohol; y fuera cereales, salvo arroz, avena y algo de centeno.

Referencias: * The second brain * Inteligencia digestiva

fuente/canalelsalvador.files.wordpress.com

Magia y Neurociencia: una combinación perfecta

Magia y ciencia suelen percibirse como conceptos bastante lejanos. Sin embargo, nada más lejos de la realidad. Cuando estamos inmersos en un espectáculo de magia pareciese como si los magos tuviesen poderes sobrenaturales, aunque lo que sucede, más bien, es que disponen de un conocimiento intuitivo extenso sobre los procesos sensoriales, perceptivos y atencionales de sus boquiabiertos espectadores y los manipulan a su antojo con resultados sorprendentes. Tanto es su saber en estos campos que recientemente se ha planteado la posibilidad de que los neurocientíficos puedan aprovecharse de ello en el laboratorio y viceversa.

En este sentido encontramos varias publicaciones verdaderamente interesantes y algunos videos reveladores de los equipos de Stephen L. Macknik, director del Laboratorio de Neurofisiología Comportamental,  y de la española Susana Martínez-Conde, directora del Laboratorio de Neurociencia Visual, ambos integrados en el  Barrow Neurological Institute de Phoenix (Arizona).  Entre otros temas, muestran interés en las bases neurales de la conciencia visual y sensorial, y de la percepción y, en este sentido, la magia parece ser un campo de cultivo muy provechoso.

Según Macknik y sus colaboradores (2008) los magos utilizan diversas estrategias, algunas de las cuales resultan ser útiles y aprovechables en el entorno de la investigación en laboratorio. Entre las más interesantes desde el punto de vista neurocientífico encontramos las ilusiones visuales y las cognitivas:

1. Las ilusiones visuales: dependerían del cerebro, en el sentido de que nuestros circuitos neurales procesan la información de una forma que hace que la percepción subjetiva que tenemos de lo que vemos no encaje con la realidad física lo que vemos. A los científicos del cerebro les sirve para distinguir la actividad cerebral que coincide con la percepción de un estímulo  de aquella que encaja con la realidad física de los estímulos. El truco de doblar una cuchara, por ejemplo, tiene su base neural en la actividad de las neuronas ‘end-stopped’ (localizadas en el área visual primaria y el área visual temporomedial conocida como V5) y ‘non-end-stopped’. Otros trucos se basan en el fenómeno perceptivo de las post-imágenes debidas a los cambios en el color de la iluminación.

2. Ilusiones cognitivas: un ejemplo ya conocido es la ‘ceguera por inatención’ ¿Quién no ha visto alguna vez el truco de Simons y Chabris? (si no lo conoces, te recomiendo visitar el link antes de seguir leyendo). En este caso lo que se manipula son procesos cognitivos de un nivel mayor, como la atención. Los magos, cuentan Macknik y su equipo, utilizan lo que se ha llamado‘redirección mágica’ (del inglés ‘misdirection), o lo que es lo mismo, una forma de engaño en que la atención del público se centra en una cosa con el fin de distraerlos de otra acción. ¡Y es que a veces las cosas no se ven a pesar de estar mirándolas! Este es el truco que se usa también cuando hacen desaparecer una moneda frente a nuestras narices.

La redirección ‘mágica’, considerada el secreto central de la magia, modifica la saliencia de los objetos (cómo de relevantes o llamativos son). Y lo hace manipulando la atención de los espectadores a través de los procesos de control bottom-up y top-down. Cuando un objeto es muy llamativo, por ejemplo su color, tamaño, movimiento o sonido, capta nuestra atención en una forma de abajo a arriba (bottom-up, o del estímulo al cerebro) y esto se refleja en la actividad de áreas del hipocampo, la corteza prefrontal y zonas de los lóbulos temporal y parietal. Cuando desde el principio dirigimos intencionadamente nuestra atención a un estímulo concreto, como en la tarea de Simons y Chabris, y eso hace que éste se vuelva tan saliente que, de hecho, llegamos a ignorar todo lo demás, hablamos de un control de la atención de arriba abajo (top-down o del cerebro al estímulo).

3. Otras: las ilusiones ópticas son un tipo de estrategia que depende, según los autores, más de la manipulación de las propiedades físicas del estímulo que del cerebro. Un ejemplo sería el uso del humo en los escenarios. Uso de efectos especiales, como explosiones. Y por supuesto están los trucos secretos de cada profesional que no deben ser nunca revelados como manda el código del mago.

Según los investigadores, algunos de los conocimientos de los magos podrían ser útiles a los neurocientíficos en la investigación de los procesos mentales. Por ejemplo, las técnicas de persuasión y la ilusión de confianzapueden utilizarse para estudiar la neuroanatomía subyacente a los sentimientos de confianza y desconfianza, y fenómenos como la correlación ilusoriaservirían para estudiar la base neural de los procesos de causalidad y efecto.

Útiles no sólo para los científicos…

Según explican algunos autores, la redirección a través de los procesos top-down sería un proceso utilizado por loscarteristas para realizar hurtos. Engañan al sistema somatosensorial basándose en un principio: ‘un movimiento grande encubre uno pequeño’, ya que, cuando hay un contacto físico amplio, los receptores de la piel quedarían menos sensibles  a los toques más suaves, facilitándoles la tarea ilícita. De esta forma, la invasión del espacio físico personal, el contacto corporal y el visual serían formas de redirección social de la atención utilizadas frecuentemente por los carteristas.

Para leer en detalle...

Macknik SL, King M, Randi J, Robbins A, Teller, Thompson J & Martinez-Conde S (2008) Attention and awareness in stage magic: turning tricks into research. Nature reviews. Neuroscience, 9(11), 871-879.

Rieiro H, Martinez-Conde S  & Macknik SL (2013). Perceptual elements in Penn & Teller’s “Cups and Balls” magic trick. PeerJ, 1, e19.

Magia y neurociencia, manual para “engañar” al cerebro

Magia y neurociencia, manual para “engañar” al cerebro

Magia y neurociencia, manual para “engañar” al cerebro

Los ojos están fijos en la moneda, los dedos se mueven durante un instante y la moneda no aparece en el lugar en el que todos esperaban. Cuando el mago abre la mano, una docena de espectadores aplauden alborozados alrededor de la mesa. 

El público de esta noche es muy especial, la mitad de ellos son magos y la otra mitad neurocientíficos que llevan años estudiando los secretos del cerebro y la percepción. Aún así, no dejan de asombrarse con cada nuevo truco. Son las tantas de la madrugada y estamos en la isla de San Simón, en mitad de la ría de Vigo. 

Los invitados han sido cuidadosamente seleccionados para participar en Neuromagic 2011, la primera reunión de magos y neurocientíficos del mundo para estudiar cómo funcionan estos “engaños” en nuestra mente. Los testigos del juego de la moneda saben que en algún momento del proceso su cerebro ha creído ver lo que no estaba allí y ha reconstruido parte de la escena. Estos pequeños fallos son los que los magos llevan siglos explotando para dejarnos con la boca abierta y para los que la neurociencia está encontrando ahora una explicación. “Los magos toman ventaja de que tenemos una capacidad mental limitada”, explica Susana Martínez-Conde, quien ha coordinado el congreso con Stephen Macknik después de años trabajando junto a muchos de estos ilusionistas de forma individual. “Nuestro cerebro tiene un tamaño y unos recursos limitados”, explica, “y debe tomar decisiones y atajos”. 

Es por esta economía de los recursos que nuestra mente completa los huecos y ve continuidad donde quizá no la hay, o hace interpretaciones que tal vez no sean del todo correctas pero que nos sirven para ir tirando. “Vivimos rodeados de ilusiones”, asegura el profesor Peter Tse, uno de los mayores expertos del mundo en esta materia. 

En su opinión, estas ilusiones visuales son el fallo que demuestra que todo lo que vemos es una construcción del cerebro. Dispuesto a demostrarlo, Tse proyecta una imagen ante el auditorio que expone durante largos segundos. “¿Alguien ha notado algún cambio?”, pregunta. Nadie ha apreciado nada, a pesar de que es un público “entrenado”. Un minuto después, cuando lo explica, vemos que una de las ventanas del dibujo se ha esfumado de nuestra vista, pero a una velocidad tan lenta que nuestro cerebro no ha sido capaz de registrar el cambio a nivel consciente. El cerebro rellena huecos, se pierde los detalles porque todo lo que queda en la periferia está borroso y se distrae con una canción, un ruido o una emoción. 

Cuando el mago nos hace reír, por ejemplo, nuestra atención baja momentáneamente y nos deja más expuestos al engaño durante unos segundos. También construye una falsa continuidad entre unos eventos y otros, aunque los cambios salten a la vista. Entre otras muchas cosas, Luis Martínez Otero estudia en su laboratorio del Instituto de Neurociencias de Alicante la continuidad de nuestra percepción cuando realizamos determinadas tareas. “La memoria visual a corto plazo es muy importante para mantener la ilusión de continuidad visual”, asegura. “Estamos continuamente moviendo los ojos, percibimos el mundo de forma discontinua, pero en cambio nos parece continuo”. Hay muy buenos ejemplos en las películas, como la famosa escena de la batalla de “Braveheart”, en la que Mel Gibson lleva un arma diferente en cada plano y nadie lo percibe, o la película de Chaplin en la que cambia de habitación cuatro o cinco veces y reaparece con sombrero y sin sombrero. 

Un fenómeno muy relacionado con esto es la ceguera por desatención y se suele explicar con el famoso vídeo del gorila y los pases del baloncesto o el encuestador que se intercambia con otro sin que la víctima note el cambiazo. Cuando centramos nuestra atención en un foco determinado, el resto del mundo desaparece para nuestro cerebro. Los magos utilizan esta estrategia y otras muchas durante sus actuaciones, tratan de que miremos donde ellos quieren e incluso borran de nuestra memoria lo que acaba de suceder con preguntas que nublan nuestro razonamiento y cambiarán lo que luego recordemos. “La colaboración entre magia y neurociencia funciona en ambos sentidos”, explica Martínez-Conde. “También los magos están muy interesados en saber cómo funciona la percepción y cómo mejorar sus trucos”. 

Los científicos no solo están usando los trucos para comprender cómo funciona la percepción, sino para poner a prueba nuestras habilidades cognitivas. Peter Johansson y Lars Hall, por ejemplo, utilizaron un pequeño juego de manos para cambiar la elección de sus sujetos entre dos opciones. Los participantes elegían entre dos fotografías y explicaban los motivos por los que habían escogido una de ellas sin saber que el investigador les había dado la opción descartada. Sus trabajos han servido para profundizar en un fenómeno conocido como ceguera a la elección y demostrar que nuestras opiniones son mucho más maleables de lo que pensamos. 

 Anthony Barnhart es el único ponente que tiene los pies en los dos lados del campo de juego. “Empecé como mago”, nos explica, “antes de ser psicólogo”. “A medida que desarrollas tu interés por la magia y aprendes cómo engañar a la gente”, confiesa, “te das cuenta de cómo fallan nuestras percepciones”. Sus conclusiones son bastante inquietantes, porque indican que nuestro cerebro verá una y otra vez la misma ilusión o se fijará en los mismos focos por muy inteligentes que nos creamos. "De hecho", nos revela alguien lejos de la cámara, "hay quien cree que el mejor público para engañar es el que se cree más listo”. Durante cuatro noches seguidas, magos y neurocientíficos han intercambiado secretos para mejorar lo que sabemos de ambas disciplinas. En un lado de la mesa, el gran James Randi saca una flor del pelo de unas invitadas. 

En el otro, Eric Mead recuerda la noche en que un tigre se escapó de una jaula en Las Vegas y dejó la marca de sus garras sobre el capó de un coche y Max Maven habla del tipo que hacía creer que tenía unos dados dentro del puño haciendo sonar los huesos fracturados de sus nudillos. “Esto que acabo de ver, ¿ha pasado?”. 

La pregunta del mago Luis Piedrahita resume perfectamente la sensación con la que nos quedamos después de un truco de magia. Algo que es aparentemente imposible se ha convertido en posible durante un instante, el niño dentro de nosotros quiere creer que es verdad, jugar a deslizarse por la pendiente del asombro. La respuesta está a unos centímetros de distancia, en esas conexiones neuronales evolucionadas para percibir formas, colores y movimientos de determinada manera. Los científicos empiezan a comprender cómo se generan las ilusiones y a meter la cabeza entre estas misteriosas bambalinas, ese lugar donde nuestras percepciones se convierten en palomas y un montón de conejos asoman de una chistera.

Imágenes 3D de la formación de un sistema nervioso, célula a célula.

Investigadores estadounidenses desarrollan un software que combina microscopía y computación.

Un grupo de investigadores estadounidenses ha desarrollado un método que combina microscopía y computación, y que permite observar el desarrollo en directo y en 3D, célula a célula, del sistema nervioso del embrión de la mosca de la fruta, uno de los organismos más estudiados por los genetistas, así como del pez cebra y de ratones.

es en la tecnología de imágenes están transformando el modo en el que los científicos ven el universo celular. Pero extraer el torrente de información contenida en esas imágenes resulta muy complejo.

Ahora, un grupo de investigadores del Howard Hughes Medical Institute (Maryland, EE UU) –una institución sin ánimo de lucro fundada por el aviador e ingeniero Howard Hughes en 1953– ha desarrollado un método que combina cálculo y microscopía avanzada y que ha permitido observar el desarrollo en directo y en 3D, célula a célula, del sistema nervioso del embrión de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), uno de los organismos más estudiados por los genetistas.

El método incluye un software open source, denominado Next, que está disponible gratuitamente para toda la comunidad científica. La investigación, cuyos resultados han sido publicados en la revista Nature Methods, ha combinado herramientas de neurociencia, biología y biofísica.

Philipp Keller, líder del trabajo, dirigió el equipo que desarrolló todo el entorno computacional. El grupo ha utilizado el método para reconstruir el linaje celular durante el desarrollo del sistema nervioso de una mosca de la fruta desde el principio. Su técnica se puede utilizar para rastrear los linajes de células en múltiples organismos y procesar eficientemente los datos de diferentes tipos de microscopios fluorescentes.

Los autores utilizaron su técnica para rastrear los linajes de 295 neuroblastos (precursores de las células nerviosas) y descubrieron que es posible predecir el futuro y la función de muchas células a partir de su comportamiento dinámico inicial.

Microscopio multivisión

En 2012, Keller desarrolló un microscopio multivisión simultáneo de lámina de luz (SimView), que capta imágenes tridimensionales con una velocidad y precisión sin precedentes en períodos de horas o días.

Las imágenes obtenidas revelan las divisiones y reordenamientos complejos de células individuales cuando emergen las estructuras biológicas en un embrión en desarrollo. Desde entonces, Keller ha estado perfeccionando el sistema con el objetivo de que pueda utilizarse para seguir el desarrollo del sistema nervioso de un organismo en sus fases iniciales.

Supervoxels

Amat lideró el esfuerzo para desarrollar una solución eficiente. Su primera prioridad fue reducir la complejidad de los datos. Su estrategia consistió en agrupar primero los vóxeles (píxeles tridimensionales) que componen cada imagen en unidades más grandes llamadas supervóxeles. Usando esta medida como la unidad más pequeña, se logró reducir la complejidad de una imagen mil veces, explica Keller.

Según el autor principal, Next busca formas elipsoidales entre grupos de supervóxeles conectados, que se reconocen como núcleos celulares. Una vez que un grupo de supervóxeles es identificado como un núcleo de la célula, el ordenador utiliza esa información para encontrar el núcleo de nuevo en las imágenes subsiguientes.

“Queremos entender cómo se forma el sistema nervioso. En última instancia, nos gustaría recoger la historia del desarrollo de todas las células del sistema nervioso y vincular esa información hasta la última función de la célula. Para ello, tenemos que ser capaces de seguir las células individuales en una escala bastante grande y durante un período de tiempo largo”, agrega el investigador en la información de Sinc.

El sistema nervioso de un ratón embrionario tarda más de una semana en ser funcional y el de la mosca de la fruta, un día. Esto conlleva el tratamiento de decenas de miles de imágenes de células en puntos de tiempo, lo que suma terabytes de datos. "Podemos obtener buenas series de datos de imagen, pero si queremos reconstruirlos, no podemos hacerlo sin ayuda del ordenador", agrega el responsable.

Método de cálculo

Fernando Amat, especialista en bioinformática en el equipo de Keller, junto a sus colegas, ha resuelto ese problema con el nuevo método de cálculo que identifica y rastrea las células en división tan pronto como el microscopio de alta velocidad captura las imágenes. El proceso está automatizado en gran medida, pero incorpora una función de edición manual para mejorar la precisión de un pequeño porcentaje de células que son difíciles de seguir informáticamente.

El equipo de Keller ha estado lidiando con la forma de interpretar este tipo de datos de imágenes desde 2010. Fue un reto, no sólo por el gran volumen de datos de su microscopio avanzado, sino también por la complejidad de la información. Las células en un embrión en desarrollo tienen diferentes formas y comportamientos y pueden ser densas, por lo que es difícil que un ordenador pueda identificar y rastrear las células individuales. Además, las inevitables variaciones en la calidad de imagen complican aún más el análisis, señala el estudio.

La microscopía de alta velocidad capta las imágenes con la suficiente rapidez para que una sola célula no pueda migrar muy lejos de un marco a otro. "Nos aprovechamos de esa situación y utilizamos un punto como partida para el siguiente punto", explica Keller.

Este científico está deseoso de comenzar a usar el método para investigar varías vías sobre el desarrollo inicial y espera que otros apliquen su enfoque en sus investigaciones. Para ello, el equipo probó que la técnica se puede utilizar con varios tipos de datos. Además de moscas de la fruta, aplicaron el software con éxito para analizar imágenes de pez cebra y ratones. También analizaron datos procedentes de microscopios comerciales de última tecnología.

Referencia bibliográfica:

Philipp Keller et al.: Fast, accurate reconstruction of cell lineages from large-scale fluorescence microscopy data. Nature Methods (2014). doi:10.1038/nmeth.3036

fuente/ Tendencias21

NEURONAS. Algunas neuronas tienen prejuicios.

 Imagen: Patrick Hoesly. Fuente: Flickr.

Interpretan la realidad a partir de lo que espera el observador, y no de la información sensorial que les llega

Investigadores estadounidenses han descubierto que hay partes del cerebro que responden sólo a las emociones reales de otras personas, mientras que otras áreas responden a la interpretación del observador, independientemente de la realidad. Así, por ejemplo, si una cara expresa alegría pero el que la mira espera ver “miedo”, sus neuronas interpretarán también “miedo”, en lugar de la emoción real que muestra la cara. Dichas neuronas incluso reaccionarán para reforzar la observación errónea. Por Carlos Gómez Abajo.

las emociones de otra persona -feliz, triste, enojado, con miedo- los seres humanos buscan pistas en las expresiones faciales.

Las neuronas de una parte del cerebro llamada la amígdala "se encienden" en respuesta a la estimulación visual, a medida que la información es procesada por la retina, la amígdala y una red de estructuras cerebrales interconectadas.

Algunas de estas regiones responden sólo a las características reales de la cara, mientras que otras responden a cómo le parecen las cosas al espectador, pero no se sabe en qué parte del cerebro se produce esta diferencia.

Algunas neuronas "obedecen" a prejuicios

Aunque la importancia de la amígdala en el reconocimiento de rostros y la evaluación emocional es bien conocida, se sabe poco sobre cómo funcionan estos procesos.

Ahora, una investigación dirigida por científicos del Centro Médico Cedars-Sinai (California) y del Instituto de Tecnología de California, Caltech (EE.UU.) ha descubierto que al menos algunas de las células del cerebro que están especializadas en el reconocimiento de las emociones pueden realizar juicios basados ​​en prejuicios del espectador en lugar de en la verdadera emoción que se observa.

Con colegas del Huntington Memorial Hospital utilizaron electrodos colocados en el interior del cerebro para fines diagnósticos no relacionados con la investigación, y registraron la actividad eléctrica de neuronas individuales, encontrando un subconjunto que eran "selectivas con las emociones", porque sus respuestas distinguían entre caras felices y temerosas.

A los pacientes se les mostraron imágenes de rostros cuya emoción era difícil de reconocer, porque sólo partes de los rasgos eran claramente visibles. Algunas neuronas se activaban más con los rostros que mostaban miedo, mientras que otras lo hacían con las caras felices.

"En estos casos, los pacientes juzgaban correctamente la emoción expresada", explica Ueli Rutishauser, profesor asistente de neurocirugía y director de investigación sobre la neurofisiología humana en el hospital Cedars-Sinai, además de autor principal de un artículo sobre la investigación, publicado Early Edition of Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Pero encontramos que estas neuronas también respondían de manera similar cuando los pacientes cometían errores acerca de la emoción real que mostraban los rostros", agrega Rutishauser, en la nota de prensa de Cedars-Sinai.

"Cuando una cara de miedo era juzgada incorrectamente como feliz, las neuronas respondían como si una cara feliz hubiera sido juzgada correctamente como feliz, reforzando la decisión incorrecta. Cuando una cara feliz era juzgada incorrectamente como una cara de miedo, las neuronas respondían también como si se hubiera acertado. Esto nos indica que las respuestas de las neuronas se basaron en las opiniones subjetivas y percibidas por los participantes, más que en la verdad fundamental de la emoción que se mostraba en el estímulo".

La amígdala condicionada

Cuando los investigadores tomaron datos de las neuronas del hipocampo -una estructura adyacente a la amígdala, que también está involucrada en el procesamiento de pensamientos, emociones y recuerdos- se encontraron con que las células respondían a los estímulos visuales, pero esas respuestas no reflejaban el juicio subjetivo de los pacientes.

El funcionamiento anormal de la amígdala está implicado en varias enfermedades neurológicas, como el autismo, las fobias, el trastorno de estrés postraumático y la ansiedad.

Según los autores, este estudio sugiere una intrigante explicación de por qué la disfunción de la amígdala puede conducir a la ansiedad o al miedo no provocado: A pesar de recibir una entrada sensorial normal -como una persona feliz que mira- la representación interna de la emoción en la amígdala está dirigida por la emoción percibida subjetivamente, que es el miedo en este caso.

"Hasta donde sabemos, estos hallazgos son nuevos, ya que muestran que la respuesta de las neuronas sensibles a las emociones de la amígdala está sesgada hacia el juicio subjetivo de la persona, en lugar de que simplemente responda a las características reales de los estímulos", explica Wang Shuo, investigador de postdoctorado en Caltech y autor principal del artículo.

"Sabíamos que la amígdala juega un papel importante en el reconocimiento facial y de las emociones, pero estos resultados sugieren que integra información sensorial sobre las caras. Puede ser que las percepciones subjetivas de las emociones faciales se formen a través de repetidos ciclos de procesamiento entre la amígdala, la corteza temporal y otras estructuras cerebrales que dan forma a los valores y perspectivas sociales de una persona".

Análisis a nivel microscópico

Estos estudios se realizan gracias a la colaboración de neurólogos y neurocirujanos, con el consentimiento y la participación de pacientes que se someten a la colocación de electrodos cerebrales profundos para procedimientos de diagnóstico o tratamiento.

Se cree que la activación de una sola neurona es la unidad básica de la computación cerebral. "Los estudios de neuronas individuales se han realizado en animales, pero llevarlos a cabo en seres humanos nos da la oportunidad de obtener información directa, sin tener que hacer suposiciones al interpretar las respuestas de los animales. La amígdala es un objetivo habitual de los electrodos profundos para localizar crisis epilépticas, y eso proporciona la oportunidad de explorar esta estructura, que es de vital importancia en el procesamiento de las emociones ", explica Adam Mamelak, profesor de neurocirugía y director de neurocirugía funcional en el hospital Cedars-Sinai, además de uno de los autores del artículo.

Según otro autor, Ralph Adolphs, profesor de psicología y neurociencia en Caltech, "la mayoría de los datos relevantes para la comprensión de las enfermedades psiquiátricas se derivan de estudios que utilizan resonancias magnéticas funcionales. Lo que necesitamos desesperadamente es analizar también a un nivel más microscópico, como en este caso".

Más sobre amígdala y caras

Un estudio anterior, realizado por los mismos investigadores, había observado que la activación de neuronas individuales en la amígdala ocurre de forma diferente en personas con autismo, y por tanto estas tienen más dificultades para reconocer las caras y las emociones.

"Una subpoblación de neuronas en los pacientes con trastorno del espectro autista mostró sensibilidad anormal a la región de la boca", señalaba Rutishauser en la nota de prensa sobre la investigación.

Asimismo, el equipo de Rutishauer comprobó hace tres años que las neuronas especializadas en caras y emociones se activan con mucha fuerza cuando ven una cara completa, y mucho más débilmente cuando una parte muy pequeña de las mismas es borrada. De hecho, de forma contraintuitiva, respondían más a caras casi totalmente borradas, que a caras borradas pero muy poco.

"Nuestra interpretación de este efecto inicialmente desconcertante es que el cerebro se preocupa por lo que representa toda la cara, y tiene que ser muy sensible a todo lo malo que pase en ella, como que falte una parte", explicaba Ralph Adolphs en la nota de prensa. "Este es probablemente un mecanismo importante para garantizar que no confundimos una persona con otra y para ayudarnos a hacer un seguimiento de muchas personas."

Referencia bibliográfica:

S. Wang, O. Tudusciuc, A. N. Mamelak, I. B. Ross, R. Adolphs, U. Rutishauser. Neurons in the human amygdala selective for perceived emotion. Proceedings of the National Academy of Sciences (2014) DOI: 10.1073/pnas.1323342111.

fuente/Tendencias21