EL CEREBRO HUMANO USA UNA CUADRICULA PARA REPRESENTAR EL ESPACIO

Las células "de cuadrícula", las cuales actúan como un mapa espacial en el cerebro, han sido identificadas por vez primera en humanos. El logro se ha realizado en una nueva investigación que puede ayudar a explicar cómo creamos los mapas mentales de nuevos entornos. Foto: UCL El estudio ha sido realizado por un equipo del Instituto de Neurociencia Cognitiva, dependiente del University College de Londres. En la investigación se han usado técnicas de obtención de imágenes cerebrales y de realidad virtual para tratar de identificar células de cuadrícula en el cerebro humano. Se cree que estas neuronas especializadas intervienen en la memoria espacial, y fueron identificadas previamente en el cerebro de roedores, pero su existencia en humanos no había sido documentada con evidencias hasta ahora. Las células de cuadrícula expresan la información relativa a dónde un animal está ubicado en su entorno, lo cual es comparado por los investigadores con tener un satélite de navegación en el cerebro. Estas neuronas emiten señales siguiendo patrones que se muestran como cuadrículas triangulares y geométricamente regulares cuando se dibujan sobre el mapa de una superficie por la que se ha circulado. Fueron descubiertas por un laboratorio noruego en 2005, y esa investigación sugirió que las ratas crean cuadrículas virtuales que las ayudan a orientarse en su entorno y a recordar nuevas ubicaciones en territorios desconocidos. Es como si las células de cuadrícula proporcionaran un mapa cognitivo del espacio. De hecho, estas células representan algo muy similar a las líneas de longitud y latitud que nos son familiares en los mapas normales, pero en vez de usar cuadrados como pautas parece ser que el cerebro utiliza triángulos. Las personas analizadas en el estudio que tuvieron las señales más claras de células de cuadrícula fueron las que lograron mejores resultados en una tarea de memoria espacial dentro de un entorno de realidad virtual, lo cual sugiere que las células de cuadrícula nos ayudan a recordar las posiciones de objetos. Caswell Barry, Christian Doeller y Neil Burgess han intervenido en el estudio. Scitech News

La onda de actividad cerebral asociada a la anticipación es capturada

ScienceDaily (Mar. 4, 2009) — Neurocientíficos del Centro Médico de la Universidad de Georgetown han mostrado, por primera vez, cómo se ve la actividad cerebral cuando alguien anticipa una acción o un estímulo sensorial que se presentará pronto.

Utilizando imágenes obtenidas por Resonancia magnética funcional (fMRI) en un grupo de estudiantes voluntarios que llevaron con ellos sus CDs de música favoritos, los científicos examinaron las imágenes del cerebro durante el silencio entre las canciones y encontraron que este rebosaba de actividad (Crédito: Imagen cortesía del Centro Médico de la Universidad de Georgetown).1

En la edición del 25 de febrero del Journal of Neuroscience, se postula que esta clarividencia neural involucra una fuerte actividad en áreas del cerebro responsables de preparar el cuerpo para moverse.

Los descubrimientos se hicieron empleando imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI por sus siglas en inglés)2 en un grupo de estudiantes voluntarios que llevaron con ellos sus CDs de música favoritos. Los científicos examinaron las imágenes del cerebro durante el silencio entre las canciones y encontraron que este rebosaba de actividad. Otros estudiantes, que escucharon música que nunca habían oído en secuencia antes no tuvieron la misma actividad neural.

“Esto explica cómo es que, aún antes de que una canción anticipada sea realmente escuchada, una persona puede empezar a marcar el ritmo con los dedos o cantar la música que imaginan que vendrá a continuación” dice el Dr. Josef Rauschecker, director del Programa de Ciencias cognitivas y computacionales (PICCS, por sus siglas en inglés) en el Centro Médico de la Universidad de Georgetown.

Aunque tiene sentido que secuencias de canciones puedan ser memorizadas y por tanto anticipadas por un receptor, nadie había documentado antes la actividad cerebral que ocurre durante el silencio entre las canciones, menciona.

“El cerebro trabaja siempre mediante anticipación y predición, sin embargo, nadie ha mostrado cómo se percibe este trabajo en términos de acción neural”, afirma Rauschecker.

El doctor agrega que este mismo proceso, conocido como aprendizaje asociativo por claves, probablemente ocurre siempre que un ser humano está esperando que cualquier acción en particular suceda, sea esto en los deportes, en la música o en el lenguaje.

“Es la manera en que un esquiador se prepara mentalmente para seguir hacia abajo un curso conocido durante las Olimpiadas, o la manera en que un pianista sabe cómo mover sus dedos sobre el teclado para golpear la siguiente nota correcta”, dice Rauschecker.

Esto suena simple, pero no lo es, comenta. “No es trivial el hecho de almacenar una secuencia temporal en el cerebro porque el cerebro no tiene partes móviles como un reproductor de cintas musicales o un tocadiscos. El cerebro completo debe involucrarse porque debe estar listo para ejecutar ese secuencia”

En los estudiantes que conocían el orden de las canciones en su CD, los investigadores encontraron que durante los silencios de anticipación entre las canciones, ciertas señales de excitación pasaron de la corteza prefrontal a la corteza premotora cercana. La corteza prefrontal es el centro “ejecutivo” del cerebro, que planea y orquesta conductas cognitivas complejas. La corteza premotora y sus sistemas asociados, que incluyen los ganglios basales y el cerebelo, participa en la preparación del cuerpo para actuar –quizás para moverse o para cantar.

“Estas estructuras están involucradas tanto en el pensamiento como en la acción y parece ser que los patrones musicales se almacenan y se aprender en ellas” comenta Rauschecker.

“No habíamos anticipado esto” agrega riendo. “No sabíamos que las áreas premotoras estaban involucradas”.

Todos los animales tienen alguna habilidad para predecir cognitivamente la actividad motora, declara. “Esta es la razón por la cual un pájaro puede cantar. Pero los humanos somos los animales más asociativos, razón por la cual tenemos una corteza prefrontar tan amplia. Tenemos muchas secuencias que requerimos almacenar para poder predecir lo que deberíamos hacer”.

El estudio fue financiado con el subsidio de los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos. Entre los colaboradores del estudio se encuentran el primer autor Amber Leaver, MS (Maestro en Ciencias); Jennifer Van Lare, BS (Bachiller en Ciencias) y los Doctores en Ciencias Brandon Zielinski y Andrea Halpern.

Pacientes con migraña crónica, más enfermos, más pobres y más deprimidos

Los pacientes con migraña crónica tienden a tener una salud general más precaria, a estar más deprimidos y a ser más pobres económicamente que aquellos con migraña episódica, según revela una investigación publicada en Journal of Neurology Neurosurgery and Psychiatry.
El hallazgo, descubierto por Dawn Buse, del departamento de Neurología de la Albert Einstein College of Medicine en Nueva York (EEUU), se basa en el estudio de casi 12.000 adultos con migraña tanto episódica o crónica. Los participantes ya habían formado parte del estudio del American Migraine Prevalence and Prevention en 2004.

Los resultados mostraron que las personas con migraña crónica tenían niveles significativamente más bajos de ingresos económicos, menos probabilidades de estar trabajando a tiempo completo y, sin embargo, el doble de probabilidades de tener un empleo relacionado con la discapacidad. Asimismo eran dos veces más propensos a estar deprimidos, ansiosos y experimentar dolor crónico, por no mencionar otros problemas de salud graves entre los que se incluyen el asma, la bronquitis y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica, hipertensión, diabetes, hipercolesterolemia y obesidad. También tenían un 40 por ciento más de probabilidades de tener enfermedades cardiacas y angina de pecho y un 70 por ciento más de haber tenido un ictus.

El cerebro debe borrar recuerdos antiguos para crear otros nuevos

Un estudio con moscas realizado por científicos de la Universidad de Tsinghua, (China) sugiere que eliminar recuerdos es importante para que el cerebro pueda fabricar nuevos. Los resultados de la investigación se publican en Cell.

"El aprendizaje activa la formación bioquímica de recuerdos", señala Yi Zhong, de la Universidad de Tsinghua (China). "Pero es necesario borrar recuerdos anteriores para almacenar información nueva".

Los investigadores han identificado el comportamiento molecular que conlleva este proceso con una pequeña proteína denominada Rac. A nivel psicológico, sugieren la teoría de que los nuevos recuerdos son simplemente inestables y desaparecen con el paso del tiempo, aunque también proponen que la nueva información podría anular los recuerdos anteriores. Con este estudio se ha demostrado que ambas teorías son acertadas.

Para la investigación, las moscas fueron entrenadas para aprender dos olores aversivos. Se seleccionó uno de los olores y cada vez que las moscas lo olían, recibían un golpe. Normalmente, las moscas aprenderían a evitar ese olor. Después, los investigadores interferían en ese aprendizaje incluyendo dos nuevos olores, y finalmente invertían el proceso dando un golpe a aquellos insectos que olían el aroma opuesto.

En todos los casos, las moscas olvidaban lo que habían aprendido anteriormente mediante la proteína Rac. "Los resultados pueden ayudarnos a identificar los principios que sigue el cerebro para fabricar nuevos recuerdos", señala Zhong.

Hormona femenina reduciría daño cerebral

La progesterona es una hormona que se produce en forma natural en las mujeres. (Foto: Science Library)

Científicos de Estados Unidos están a punto de iniciar un experimento clínico para tratar daños cerebrales con progesterona, la hormona femenina que alguna vez se utilizó en las píldoras anticonceptivas.

Investigadores que hablaron en la reunión anual de la Asociación Médica para el Avance de la Ciencia, en San Diego, California, dijeron que el tratamiento pudiera, eventualmente ser suministrado a los soldados con heridas en la cabeza, o a otros pacientes con traumas cerebrales.

La progesterona es una hormona esteroide que se produce en forma natural en las mujeres. Los científicos dicen que pequeñas cantidades de esa hormona existen en el cerebro de ambos sexos y es muy importante en el desarrollo de las nerunas.

Los investigadores explicaron, dijo el corresponsal de BBC, Matt McGrath, que la hormona tiene también un efecto protector en los tejidos dañados.

La nueva fase de este experimento, la Fase III, se realizará en 17 centros médicos en Estados Unidos y tratará a cerca 1.140 pacientes con daño cerebral durante un periodo de tres a seis años.

Ahora, científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad Emory, están listos para probar en un ambiente controlado dentro de varios laboratorios, la hormona a gran escala, en un experimento en el que tratarán a más de mil pacientes con daño cerebral.

Los investigadores piensan que la progesterona suministrada inmediatamente después de que alguien haya sufrido un daño cerebral, puede reducir el porcentaje de muertes en un 50%.

El doctor David Wright, jefe de la investigación, dice que simplemente tomar una píldora anticonceptiva no ayudaría en nada si se trata de un daño cerebral serio.

La nueva fase de este experimento, la Fase III, se realizará en 17 centros médicos en Estados Unidos y tratará a cerca 1.140 pacientes con daño cerebral durante un periodo de tres a seis años.

Fase III

Este tipo de experimentos, cuando llegan a la Fase III, es un indicador de que se está en la última etapa antes de que el tratamiento pueda estar disponible para el público.

Durante un experimento previo, con apenas 100 pacientes, se demostró que la hormona inyectada inmediatamente después de sufrir un daño cerebral resultó un procedimiento muy seguro que redujo el riesgo de muerte, y la secuela de incapacidades a largo plazo.

Según estadísticas oficiales, en Estados Unidos un daño cerebral grave ocurre cada 15 segundos, lo que causa unas 50.000 muertes cada año, y más de 80.000 casos de personas que quedan incapacitadas.

Ningún tratamiento médico para este tipo de heridas ha sido aprobado en EE.UU. en los últimos 30 años.

Qué causa el déjà vu?

Escrito por Ángela Hermán en Ciencia General

Si alguna vez has tenido la fugaz y misteriosa sensación de que algo nuevo – una ciudad o persona que estás viendo por primera vez – de alguna manera te es familiar, que has estado allí o lo conoces de antes, entonces, puedes contarte entre los que han experimentado un déjà vu. Normalmente es una breve sensación, que no dura más de 10 a 30 segundos, pero el 96% de la población afirma haber experimentado al menos una ocurrencia

“Déjà vu, un término francés que significa “ya visto”, es considerado como una desconexión o conflicto entre un objetivo que no es familiar y una sensación subjetiva de familiaridad”, dice Claire Flaherty-Craig, neurofisióloga que trata y pasa consulta en el Centro Médico Hershey. “Está siendo estudiado detenidamente en la epilepsia, donde los pacientes a menudo lo experimentan antes de un ataque. Las regiones del cerebro de la memoria están en el lóbulo temporal, y hay un área específica de vigilancia de la precisión de la memoria en el centro del lóbulo frontal. Estos pacientes que informan del déjà vu tienen ataques en el lóbulo temporal. El desencadenante real de esto en individuos sanos no se conoce exactamente, pero sabemos que se relaciona con las mismas regiones de la memoria y el área de vigilancia de la memoria”.

El concepto de déjà vu se conoce desde que el filósofo e investigador francés Émile Boirac acuñó el término en 1876. Defensor del fenómeno parapsicológico rápidamente lo explicó como una evidencia de vidas pasadas, aunque con anterioridad psiquiatras y psicólogos intercambiaron varias teorías para explicar este suceso: Sigmun Freud lo atribuyó a deseos reprimidos. Carl Jung sugirió que surgen de la escucha del inconsciente colectivo. Se han propuesto docenas de “causas” para el déjà vu durante muchas décadas, dice Flaherty-Craig, pero la mayoría se quedan por el camino cuando los investigadores aprenden más sobre el cerebro humano y los procesos cognitivos.

“Había una teoría de gran prestigio sobre la desconexión visual”, comenta. “Se pensaba que uno de los hemisferios del cerebro podría procesar la información visual primero y entonces la información retrasada llegaba al otro hemisferio y era procesada como memoria”. Sin embargo, los estudios recientes realizados en personas ciegas han cuestinado esta idea, y Flaherty-Craig comentó un caso donde una persona cciega informó de déjà vu relacionados con el oído, el tacto y el olfato.

Una creencia popular es que el déjà vu podría ser una acumulación de experiencias de la vida, pero la ciencia dice otra cosa, dijo Flaherty-Craig. “Estadísticamente ocurre más a finales de la adolescencia y la frecuencia de los episodios decrece con la edad”.

Ella misma nos ofrece una experiencia propia de déjà vu a principios de la edad adulta como un ejemplo.

“Tras mi graduación en la universidad, me tomé cinco semanas y fuí a hacer un viaje de senderismo por Irlanda. Cuando estaba en la costa oeste de senderismo un día, tuve una muy clara sensación, un extraño sentimiento de que ya había estado allí. Incluso podía imaginar qué aspecto tenía la tierra alrededor de la curva en el camino. Había descartado la idea de vidas previas y cosas parecidas a finales de mi adolescencia y fuí buscando explicaciones más científicas para el mundo, por lo que cuando tuve la experiencia, eso más o menos me hizo una creyente de que cosas como el déjà vu existían realmente”.

---

Autor: Dawn Stanton
Fecha Original: 11 de febrero de 2010
Enlace Original

El amor, una droga poderosa y altamente adictiva

Si bien es cierto que para explicar el amor, deben tomarse en cuenta factores culturales y sociales, la neurociencia ha logrado establecer el mecanismo de la "borrachera bioquímica" que causa el enamoramiento. Sin pretender dejar de lado a todas las otras ciencias que explican el amor como una emoción, la neurociencia ha indagado desde hace dos décadas en las correlaciones que existen entre los niveles de algunas sustancias químicas naturales, con sentimientos como el enamoramiento o el desamor. La gente tiende a enamorarse de alguien que está a su alrededor, alguien próximo, pero especialmente nos enamoramos de personas que nos resultan desconocidas o misteriosas. La antropóloga e investigadora norteamericana Helen Fisher, lleva más de 30 años estudiando la atracción interpersonal romántica. Hoy en día se le considera la experta más versada en el tema del amor, desde el punto de vista de la neurobiología. "Todo es química, cada vez que producimos un pensamiento, una motivación o una emoción siempre se trata de química", enfatiza Fisher, quien también es profesora de la Universidad de Rutgers (Estados Unidos). Con base en sus investigaciones, Fihsher considera que el proceso de enamoramiento se detona de manera distinta en hombres y mujeres. De hecho, las técnicas más avanzadas de neuroimagen han permitido examinar a detalle los cerebros de ambos géneros para establecer las diferencias. "Hombres y mujeres son igualmente apasionados, pero los hombres presentan mayor actividad cerebral en una zona relacionada con los estímulos sexuales visuales. Eso determina que los hombres vean pornografía y las mujeres, en cambio, empleen su tiempo arreglándose para agradar" explica la científica. En el proceso de enamoramiento, los varones emplean la vista para encontrar pareja, porque desde la parte más primitiva de su cerebro, reciben un llamado para detectar a la mujer que le provea de los hijos más sanos. Las mujeres, en cambio, muestran actividad en tres zonas cerebrales relacionadas con la memoria y la rememoración, no sólo con la capacidad de recordar. "Esto se explica porque durante muchos siglos, las mujeres no podían basarse en la observación constante, sino en la retención de información. Por eso las mujeres recuerdan las promesas de los hombres y esperan que se cumplan. Se trata de un mecanismo de adaptación que las mujeres han poseído durante 4 millones de años para conseguir al hombre adecuado", señala Fisher. El coctel del amor Paralelamente, se incrementa la producción de norepinefrina (noradrenalina), que nos hace posible recordar toda clase de detalles ante lo que nos resulta novedoso. El primer encuentro ocurre y muchas veces de manera completamente inesperada. De entre todas las personas que están a nuestro alrededor, centramos nuestra mirada en una que nos llama particularmente la atención, y en ocasiones sin dejarnos influir por los estándares de belleza o por el estatus. "La gente tiende a enamorarse de alguien que está a su alrededor, alguien próximo, pero especialmente nos enamoramos de personas que nos resultan desconocidas o misteriosas", explica Helen Fisher. Comenzamos a sentirnos entonces interesados por esa persona especial, pero sin darnos cuenta, en nuestro cerebro se desata una intensa actividad en una región muy específica llamada área ventral tegmental, que es donde se origina la dopamina, el estimulante natural que produce sensaciones de plenitud, euforia y hasta cambios de humor. De repente, esa persona se convierte en el centro de nuestro mundo, y es precisamente porque desde hace millones de años, la dopamina es un estimulante que nos permite focalizar nuestra atención en los estímulos novedosos. Paralelamente, se incrementa la producción de norepinefrina (noradrenalina), que nos hace posible recordar toda clase de detalles ante lo que nos resulta novedoso. El cerebro libera también otra sustancia en estado de enamoramiento: la feniletilamina. Esta última actúa sobre el sistema límbico y provoca las sensaciones y sentimientos comunes en el enamoramiento. La feniletilamina se puede encontrar en alimentos como el chocolate (¿será por eso que se regalan chocolates en señal de amor?), pero también es cierto que con leves modificaciones químicas, esta sustancia puede transformarse en anfetaminas o antidepresivos. Por si fuera poco, durante el estado de enamoramiento los niveles de serotonina disminuyen, favoreciendo el pensamiento obsesivo. Esta sofisticada combinación de sustancias naturales está directamente relacionada con el llamado "Sistema de Recompensa del Cerebro", el cual impulsa a los humanos desde tiempos ancestrales a encontrar objetivos y tratar de conseguirlos. En este caso, el enamorado focaliza toda su atención en la recompensa más grande de su vida: una pareja que transmita su ADN para toda la vida. Si este complejo mecanismo llega a desencadenarse, es muy poco probable que seamos capaces de contrarrestarlo. De la misma manera que ocurre con todas las drogas, los enervantes del amor hacen que la adición se incremente hasta tornarse prácticamente incontrolable. Este dopaje nos puede conducir frecuentemente a la obsesión, compulsión, distorsión de la realidad, dependencia emocional, dependencia física y cambios de personalidad, que al final nos llevarían a pronuncia aquella peligrosa frase de "no puedo vivir sin ti". El amor no correspondido La radical disminución de las sustancias provocará una depresión, pero debemos asumirlo como un mecanismo catártico mediante el cual nuestro cuerpo nos da la oportunidad de comenzar desde cero Por cierto, todas las adicciones importantes están asociadas con niveles altos de dopamina. Estudios del cerebro han corroborado que las regiones del cerebro que se activan al consumir cocaína, opiáceos y otras drogas, son las mismas que se activan en el cerebro enamorado. Sin embargo, el amor es una poderosa droga adictiva que provoca una feliz dependencia si eres correspondido, o una ansiedad triste, dolorosa y destructiva cuando te toca ser rechazado. En este último caso, existe siempre un intento final y desesperado por conseguir ese amor imposible, ya que la dopamina es la sustancia asociada con la motivación y la modificación de nuestras conductas para alcanzar un objetivo en concreto, por difícil que este sea. Entonces surge un efecto conocido como "Romeo y Julieta", y ocurre cuando la dopamina aumenta a medida que percibimos mayor adversidad para obtener el amor de la persona que nos rechaza. Es por esa razón que los "enfermos de amor" reciben la misma clase de tratamiento que los adictos a otras drogas, y se les recomienda simplemente "cortar de tajo". Es decir, evitar los lugares que se solían frecuentar, las canciones que se escuchaban en ese periodo y en general, evitar todo aquello que nos haga desear estar con ese amante egoísta. Siempre se ha dicho que "del odio al amor hay un paso" y cuando menos químicamente, esto es bastante cierto. Las mismas sustancias que detonan el amor desencadenan el odio. Es sólo un juego de combinaciones químicas donde los límites son muy frágiles. Ese amor que hasta hace pocos días provocaba enorme euforia, se transforma en desprecio y resentimiento, como parte de una reacción neuroquímica de defensa. Sin embargo, el cuerpo humano está también preparado para enfrentar el desamor, ya que no puede permitirse un desgaste energético tan alto. Así que al final, el amante rechazado se rendirá. Seguramente, la radical disminución de las sustancias provocará una depresión, pero debemos asumirlo como un mecanismo catártico benéfico, mediante el cual nuestro cuerpo nos da la oportunidad de comenzar otra vez, desde cero. (Incluye información del programa "Redes" de Eduardo Punset)