Cerebros artificiales ayudan a neurociencias

El uso de este tipo de modelos ayudará también a reducir el uso de animales para experimentación

Quince años les tomó a científicos suizos desentrañar las propiedades anatómicas, genéticas y eléctricas de un segmento del cerebro un poco más grande que la cabeza de un alfiler.

La llamada "columna neocortical" es diminuta, pero clave: se considera como la unidad básica del neocórtex cerebral, la zona que en los mamíferos es responsable de funciones superiores como el pensamiento consciente, la percepción sensorial o el lenguaje.



Este fue el puntapié inicial del ambicioso proyecto Blue Brain. Su objetivo: crear un cerebro artificial que se comporte biológicamente igual que el neocórtex de un mamífero.

Para eso emplean una supercomputadora Blue Gene, de IBM con 10 mil procesadores.

Neuronas computarizadas

Esto permitirá entender mejor cómo funciona el cerebro y estudiar algunas de sus disfunciones.

Así, se podría avanzar en la búsqueda de terapias para el Alzheimer o la esquizofrenia.

Henry Markram, líder del proyecto que lleva adelante la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza, anunció hace unos días que el cerebro artificial estará listo dentro de 10 años.

El científico destacó que 2 mil millones de personas que hoy sufren algún tipo de impedimiento neurológico podrían verse favorecidas con esta innovadora tecnología.

Dentro de una década también podría estar listo otro cerebro virtual. Uno en el que trabajan científicos norteamericanos y europeos. Con fondos de la Fundación James S. McDonnell, de Estados Unidos, apuntan a recrear el funcionamiento de un cerebro completo.

Para eso están reuniendo imágenes cerebrales de niños, adultos, ancianos, personas sanas y enfermas.

"El objetivo es crear una máquina que ayude a los médicos a tratar a sus pacientes. Por ejemplo, si un ataque cerebral deja a alguien sin poder hablar, el médico puede escanear su cerebro, ingresar esa información al cerebro virtual y así identificar las redes a las que debe apuntar la terapia" , dice Randy McIntosh, investigador del Rotman Institute en el Departamento de Sicología de la Universidad de Toronto.

El uso de este tipo de modelos ayudará también a reducir el uso de animales para experimentación.

Los desafíos del cerebro

A medida que transcurren los años, si la mente no trabaja se producen problemas que pueden ser irreversibles.

Los desafíos del cerebro

Cuando se llega a cierta edad, sobre todo la vejez, un tema frecuente entre los adultos mayores es el de la pérdida de memoria o de velocidad en el procesamiento de información.

El deterioro cognitivo en términos comunes significa la disminución progresiva hasta la pérdida total de la memoria, atención y hasta de la toma de decisiones.

Según el doctor Raúl Luciano Arizaga, Presidente del Departamento de Demencia de la Federación Mundial de Neurología (WFS), las causas más frecuentes son "la enfermedad cerebrovascular y los procesos neurodegenerativos".

Pero, para no asustarse, generalmente el deterioro cognitivo no es parte del envejecimiento normal, sino que es consecuencia de muchos años de exposición a factores riesgosos.

Los principales factores de riesgo que pueden afectar a las personas se dividen en dos ramas: los genéricos y los no genéricos. Por el lado del primero son los pertenecientes al origen hereditario, mientras que en los otros resaltan la hipertensión, colesterol, tabaquismo, alcoholismo y diabetes.

"La vejez no necesariamente está acompañada de deterioro cognitivo e intelectual, ya que si bien un gran número de personas mayores lo presentan, también cantidad de ellas no lo hacen", detalla el doctor Daniel Martínez, a cargo e la clínica de memoria de la INECO.

Además, normalmente, la evolución es lenta y gradual, y los cambios deficitarios se distinguen en el transcurso de semanas o meses y según Arizaga, "la máxima expresión del deterioro cognitivo es la demencia".

Algunos consejos que no hay que dejar pasar por alto son el estar atento a alguna falla en la memoria, dificultad para encontrar palabras que se quieren decir, olvidos de nombres de personas cercanas, desorientación y hasta dificultad para realizar tareas que antes se desarrollaban fácilmente.

En caso de que se presente algún síntoma de este tipo lo recomendable es consultar a un especialista de inmediato, ya que existen tratamientos farmacológicos y de estimulación que pueden modificar la progresión del deterioro mental.

El doctor Facundo Manes (director del INECO y del Instituto de Neurociencias de la Fundación Favaloro) remarca que "la persona puede quedar deprimida o con baja autoestima por los problemas cognitivos, que impiden un rendimiento laboral, social y familiar como el que tenían previamente".

¿Obsesivos y compulsivos por culpa de una infección de garganta?

• Varios trabajos han relacionado la infección por estreptococo con el trastorno obsesivo
• En España, el primer caso documentado fue una niña de cinco años de Navarra
• Un estudio niega que estos trastornos neuropsiquiátricos estén asociados a la bacteria

Un niño juega con un osito de peluche (Foto: EFE | Ed Oudenaarden)

MADRID.- PANDAS. Por este término se conocen los trastornos neuropsiquiátricos infantiles asociados a la infección por estreptococo B-hemolítico. En otras palabras, que las infecciones de garganta pueden ocasionar un subtipo de trastornos obsesivo-compulsivos (TOC) y de tics en los más pequeños.

La hipótesis PANDAS ha sido y sigue siendo controvertida. La comunidad científica 'colecciona' varios estudios epidemiológicos sobre esta asociación, pero tan sólo existe un trabajo con un grupo control, que fue realizado en niños de entre cuatro y 13 años. En él se 'encontró' que los pacientes diagnosticados de TOC o de tics tenían el doble de posibilidades de haber sufrido una infección por estreptococo los tres meses previos al dictamen psiquiátrico.

Ahora, un nuevo estudio viene a 'echar más leña' a la polémica y a la confusión al afirmar que "la infección por estreptococo no parece causar o exacerbar los TOC o el síndrome de Tourette (tics)", tal y como recoge la versión online de 'Neurology'.

En nuestro país, 'Anales del Sistema Sanitario de Navarra' recoge en un artículo el caso de una paciente de cinco años que, "según la bibliografía consultada, es el primer caso de PANDAS identificado en Navarra y también el primero descrito en la literatura española. Además, se observa por vez primera la asociación entre la infección y la amigdalectomía [extirpación de amígdalas]. Queremos destacar que a pesar de que se haya descrito el caso de dos gemelos, uno con un cuadro de TOC y otro con un trastorno de tics, que mejoraron tras someterse a la intervención, en el de la paciente ha sido precisamente la cirugía la desencadenante del cuadro", documenta en el trabajo el equipo de científicos de la Unidad de Hospitalización Psiquiátrica del Hospital de Navarra y del Centro de Salud de Tudela.

Otros factores demográficos

Anette Scharg, del Departamento de Neurociencias Clínicas del Instituto de Neurología de la Universidad de Londres (Reino Unido), es la directora de la nueva investigación en la que han participado 225 pacientes de entre dos y 25 años [129 diagnosticadas de TOC y 126 de tics] que fueron comparados con 4. 519 personas sanas de edades similares un [grupo control].

"Valoramos si los pacientes habían estado expuestos a una posible infección por estreptococo los dos años previos a tener los primeros tics o síntomas obsesivo compulsivos. Pero, además, también si el contagio se había producido en los cinco años anteriores al diagnóstico", comunican los autores.

Reconocen, también, que 'rastrearon' la posible influencia de factores sociodemográficos en el desarrollo del TOC o de los tics. Los datos revelan que en el grupo de pacientes obsesivo compulsivos, un 15% había estado posiblemente expuesto a la infección por estreptococo en los dos años previos al diagnóstico. Un porcentaje similar al del grupo control. Entre los afectados por tics, un 10% pudo haber contraído la bacteria. De nuevo, el número de afectados por la infección mentalmente sanos fue el mismo.

Como consecuencia, los autores defienden "que las personas con TOC o tics no tienen más posibilidades de haber tenido una infección de garganta ni en los dos ni en los cinco años previos al diagnóstico que aquéllas sin trastornos neuropsiquiátricos".

Asumen, no obstante, que su trabajo tiene ciertas limitaciones como es el hecho de "que la posible infección no haya podido confirmarse con pruebas de laboratorio. Sin embargo, un estudio realizado con este test en una muestra larga de pacientes sería muy costoso", argumentan los autores cuyo trabajo ha estado financiado, precisamente, por la Asociación Síndrome de Tourette británica.

Para Inmaculada Escamilla, del Departamento de Psiquiatría de la Clínica Universitaria de Navarra, en Madrid, y especialista en TOC, "el diagnóstico de un PANDAS no es fácil en la práctica clínica. Los pacientes no recuerdan la infección si no se ha producido en las dos o tres últimas semanas y la detección de la bacteria en exudado faríngeo en muchos casos, cuando se sospecha la existencia de algún tipo de estos síndromes, es ya negativa y el otro marcador de laboratorio utilizado (ASLO) es bastante inespecífico".

Todavía se mantienen "múltiples dudas acerca de la etiopatogenia de estos síndromes y, en cualquier, caso no existe todavía evidencia científica que sustente el empleo del tratamiento con antibióticos a largo plazo o con inmunoterapia para prevenir recidivas de TOC. Su tratamiento hoy, y el de los tics, aún de los que se consideran PANDAS, sigue siendo el estándar", documenta la doctora Escamilla.

Los limites son indispensables

Recuperar la autoridad es el mayor desafío que enfrentan hoy los padres de los adolescentes.

Vivimos un tiempo cada vez más difícil en lo que concierne a la dificultad con que tropiezan los padres de familia para ponerles a sus hijos adolescentes determinados límites en el plano de la conducta, con el fin natural de protegerlos y de velar por su seguridad y bienestar. Existe hoy entre los padres la fundada sensación de que sus hijos afrontan cotidianamente toda clase de riesgos, sobre todo en sus salidas nocturnas. Sienten que la noche los expone a los estragos de la droga o del alcohol, a los accidentes automovilísticos, a los secuestros, a los robos y, en suma, a los múltiples e imprevisibles desbordes de violencia o de perversión que los acechan tanto en los lugares de diversión más concurridos como en la patética y ocasional soledad de alguna calle transitada por malvivientes o violadores.

Los encuestadores que han investigado el tema coinciden en señalar que, en muchos casos, los padres de familia enfrentan no sólo esos miedos y esas amenazas externas, sino también sus propios fantasmas o miedos interiores, que les impiden ejercer la autoridad necesaria ante sus hijos.

“Cuando un padre o una madre discute con sus hijos, siempre le resulta más fácil decir que sí y le es mucho más difícil decir que no”, aseguró una conocida psicóloga y encuestadora social, cuya opinión apareció registrada en un extenso informe periodístico publicado recientemente. Y agregó: “Para los padres de familia, decirle que sí a un adolescente es siempre más fácil y más tentador, pues ahorra tiempo en discusiones y justificaciones desgastantes”. No obstante, los padres consultados reconocen, en su mayoría, que han tomado conciencia, a la larga, de que deben aprender a decir que no, en determinados casos, en el diálogo con los hijos adolescentes aun cuando ello les demande un gran esfuerzo moral.

Los padres admiten que el peor enemigo que deben afrontar y derrotar es ese fantasma interior que los lleva a decir que sí cuando discuten con sus hijos. En las distintas encuestas, extendidas principalmente a familias de clase media de la Capital Federal, se señala que sólo el 4% de los padres de chicos de entre 13 y 18 años se siente con la autoridad necesaria para prohibir la salida nocturna de sus hijos en los casos en que resulta evidente que esa salida implica un riesgo inocultable. Sin embargo, los informes consignan que nueve de cada diez padres de familia se sienten al mismo tiempo llenos de miedo y experimentan una honda mortificación y una fuerte sensación de inseguridad cuando sus hijos adolescentes salen por la noche.

Las investigaciones revelan, por otro lado, que entre los chicos entrevistados constituyen una minoría los que admiten sentirse inseguros cuando salen. La mayoría afirma que no pasa nada.

El avance del consumo de drogas, la tendencia creciente de los sectores juveniles al consumo indiscriminado de alcohol o el imperio de la violencia en sus múltiples formas y variantes revelan que hay razones sobradas para seguir de cerca y con preocupación los pasos que cotidianamente dan los jóvenes y los adolescentes cuando salen diariamente de sus hogares a buscar esparcimiento o diversión.

Nadie puede ignorar, entonces, que los padres de familia tienen hoy la obligación moral de esforzarse para recuperar la autoridad que habrá de llevarlos a ponerles límites a sus hijos en la medida en que un elemental ejercicio de racionalidad indique que puedan estar expuestos a riesgos ciertos o inocultables. Para eso es fundamental que se restablezca en todos los casos un diálogo pleno y constructivo entre padres e hijos, fruto no sólo del afecto natural sino también de una compartida aptitud por analizar la realidad, en cada caso, con madurez y realismo. No deben existir “miedos” ni “fantasmas interiores” a la hora en que los padres se sientan a dialogar con sus hijos y a decidir sobre cuestiones que habrán de condicionar sus destinos personales o sus modos de vida. Ni puede haber razón alguna para que los padres renuncien a ese deber natural que los obliga a determinar

y fijar los límites que sus hijos deben respetar en sus actividades cotidianas para defender su propia seguridad moral y física, y para proyectar y construir sus propias vidas en armónica y equilibrada relación con los valores que ellos mismos tienen el compromiso de preservar.

Que los padres asuman el compromiso, y la autoridad, de poner límites racionales y firmes a las conductas de sus hijos. Que los hijos acepten esa realidad natural concebida para darles seguridad y bienestar, y para asegurarles el mejor futuro posible. Y que la sociedad entera comprenda que ese entendimiento entre padres e hijos es parte fundamental de una cultura que emana de su propia naturaleza y que tiende a garantizar la continuidad de los vínculos reales y el crecimiento hacia una vida mejor.

EFICAZ SISTEMA DE RECONOCIMIENTO DEL HABLA BASADO EN EL CEREBRO HUMANO

Los humanos vemos, escuchamos, sentimos y entendemos, aparentemente sin esfuerzo, un sinnúmero de estímulos diversos que cambian rápidamente en nuestro entorno. Sin embargo, hacer lo que hace nuestro cerebro con facilidad es muchas veces una tarea imposible para los ordenadores. Unos investigadores del Instituto Max Planck para las Ciencias de la Cognición y el Cerebro Humanos en Leipzig y del WTCN (Wellcome Trust Center for Neuroimaging) en Londres, han desarrollado ahora un modelo matemático que podría mejorar significativamente el reconocimiento y procesamiento automáticos del lenguaje hablado. A los actuales sistemas computerizados de reconocimiento del habla humana les resulta muy difícil entendernos cuando hablamos. La razón principal es que, hasta ahora, los programas informáticos que han sido utilizados dependen de procesos que son particularmente sensibles a perturbaciones. Cuando los ordenadores procesan el habla, tratan sobre todo de reconocer rasgos característicos en las frecuencias de la voz con el fin de reconocer palabras. Todo apunta a que el cerebro utiliza un proceso muy distinto, tal como señala Stefan Kiebel del Instituto Max Planck para las Ciencias de la Cognición y el Cerebro Humanos en Leipzig. El investigador cree que el análisis de secuencias temporales desempeña un papel importante en el procesamiento cerebral del habla. Muchos estímulos perceptuales en nuestro entorno podrían ser descritos como secuencias temporales. La música y el lenguaje hablado, por ejemplo, están compuestos de secuencias de longitudes distintas que están ordenadas jerárquicamente. Según esta hipótesis, el cerebro clasifica las distintas señales, desde los componentes más pequeños y de cambio rápido (por ejemplo, unidades de sonido simples como "e" o "u") hasta los elementos grandes de cambio lento (por ejemplo, el tema). El cerebro busca permanentemente estructuras temporales en el entorno con el propósito de deducir qué pasará después. De esta forma, a menudo el cerebro puede, por ejemplo, predecir las próximas unidades de sonido basándose en la información de cambio lento. Así, si el tema de conversación es el verano caluroso, "so…" será más probablemente el inicio de la palabra "sol" que el de la palabra "sopa". Para comprobar esta hipótesis, los investigadores construyeron un modelo matemático diseñado para imitar, de forma muy simplificada, el proceso neuronal que se realiza durante la comprensión del habla. El modelo tuvo éxito procesando el habla; reconoció sílabas y sonidos del habla individuales. A diferencia de otros dispositivos de reconocimiento artificial del habla, fue capaz de procesar secuencias aceleradas de lenguaje hablado. Además, tuvo la habilidad del cerebro de "predecir" el próximo sonido fonético. El punto crucial, desde una perspectiva neurocientífica, es que las reacciones del modelo fueron similares a las que podrían ser observadas en el cerebro humano. Esto indica que el modelo de los investigadores podría representar los procesos del cerebro. Al mismo tiempo, el modelo proporciona nuevos enfoques para aplicaciones prácticas en el campo del reconocimiento artificial del habla. Scitech News

Efectos Beneficiosos del Videojuego Tetris Sobre el Cerebro Humano

Una serie de escaneos de cerebros humanos muestra que jugar con el videojuego Tetris hace que la corteza cerebral sea más gruesa, y también incrementa la eficiencia del cerebro. El hallazgo es fruto de una nueva investigación realizada por un equipo de científicos de la Mind Research Network.

Con sede en Albuquerque, Nuevo México, esta organización está formada por científicos de diversas especialidades, ubicados en universidades, laboratorios nacionales y centros de investigación de todas partes del mundo.

Los autores del estudio se valieron de escaneos mentales y de un videojuego, el popular y veterano Tetris, para investigar si la práctica hace eficiente al cerebro debido a un incremento de materia gris.

Durante un periodo de 3 meses, 26 muchachas adolescentes jugaron al Tetris durante 30 minutos al día. Este videojuego requiere de una combinación de habilidades cognitivas. Las chicas fueron sometidas a escaneos de resonancia magnética funcional y estructural por imágenes, antes y después del periodo de práctica de tres meses, al igual que las del grupo de control que no jugaron al Tetris. Se utilizó una MRI estructural para evaluar el espesor cortical, y una MRI funcional para evaluar la eficiencia de la actividad cerebral.

Las muchachas que dedicaron al Tetris la media hora diaria mostraron una mayor eficiencia cerebral, un resultado que concuerda con los de estudios previos. En comparación con el grupo de control, las muchachas del Tetris también tenían una corteza más gruesa, pero no en las mismas áreas del cerebro donde se registraba la eficiencia.

Las áreas del cerebro que mostraron la corteza relativamente más gruesa fueron el Área de Brodmann (BA) 6 en el lóbulo frontal izquierdo, y las BA 22 y BA 38 en el lóbulo temporal izquierdo. Los científicos consideran que la BA 6 interviene en la planificación de movimientos complejos y coordinados. Se piensa que la BA 22 y la BA 38 constituyen la parte del cerebro activa en la integración multisensorial, es decir la coordinación de la información visual, táctil, auditiva y fisiológica interna de nuestro cerebro.

Los escaneos mediante resonancia magnética funcional por imágenes (fMRI) mostraron mayor eficiencia después de la práctica con el videojuego, mayormente en ciertas áreas asociadas con el lenguaje, el razonamiento y el pensamiento crítico.

Información adicional en:

• Scitech News

Con frío el cerebro sufre menos daño

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Los bebés que sufren insuficiencia de oxígeno al nacer tienen un riesgo menor de daño cerebral si son "enfriados".

Es la conclusión de un estudio de investigadores británicos en más de treinta hospitales.

Colocando una manta por la que pasan fluidos debajo de la sábana, los científicos redujeron la temperatura de los bebés para bajar su metabolismo.

El porcentaje de bebés que sobrevivieron sin daño cerebral subió de 28 a 44%.

Vea en qué consiste la nueva técnica de los investigadores británicos en este video de BBC Mundo.