En la Academia de Intérpretes de las Fuerzas Armadas Suecas, los reclutas jóvenes aprenden un nuevo idioma a un ritmo muy rápido. Mediante la medición de sus cerebros antes y después de la formación lingüística, un grupo de investigadores ha tenido una oportunidad casi única de observar lo que sucede en el cerebro cuando aprendemos un nuevo idioma en un período corto de tiempo.

Allí en la Academia, ubicada en la ciudad de Uppsala, los jóvenes con un talento para los idiomas pasan de tener ningún conocimiento de un idioma como el árabe, el ruso o Dari a hablarlo con fluidez en un espacio de 13 meses.

Como grupo control, los investigadores utilizaron estudiantes de medicina y ciencias cognitivas de la Universidad de Umeå, quienes también estudian mucho, pero no idiomas. Ambos grupos recibieron exploraciones de MRI antes y después de un período de tres meses de estudio intensivo. Si bien la estructura del cerebro del grupo de control permaneció sin cambios, partes específicas del cerebro de los estudiantes de idiomas creció. Las partes que se desarrollaron en tamaño fueron el hipocampo, una estructura cerebral profunda que está implicada en el aprendizaje de nuevos materiales y la navegación espacial, y tres áreas de la corteza cerebral.

Johan Mårtensson, investigador en psicología en la Universidad de Lund , Suecia, explica:

“Nos sorprendió que las diferentes partes del cerebro desarrollado en diferentes grados dependiendo de qué tan bien los estudiantes realizaron y la cantidad de esfuerzo que había tenido que soportar para mantenerse al día con el curso.”

Los estudiantes con un mayor crecimiento en el hipocampo y en áreas de la corteza cerebral relacionada con el aprendizaje de idiomas (circunvolución temporal superior) tenían mejores habilidades lingüísticas que los otros estudiantes. En los estudiantes que tenían que poner más esfuerzo en su aprendizaje, el mayor crecimiento se observó en un área de la región motora de la corteza cerebral. Las áreas del cerebro en el que los cambios se llevan a cabo se vincula con lo fácil que a uno le resulta aprender un idioma y el desarrollo varía de acuerdo con el desempeño.

Vale recordar que investigaciones anteriores de otros grupos ha indicado que la enfermedad de Alzheimer tiene un inicio más tardío en grupos bilingües o multilingües.

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En lo es catalogado como un gran avance en el tratamiento de los tumores cerebrales mortales, un equipo de investigadores del Instituto Neurológico Barrow y de la Arizona State University ha descubierto que el sistema inmunológico reacciona de manera diferente a los distintos tipos de tejido cerebral, arrojando luz sobre por qué los tumores cancerosos del cerebro son tan difíciles de tratar.

El estudio, dirigido el becario de investigación Sergiy Kushchayev, MD, bajo la dirección del Dr. Mark Preul, Director de Investigación de Neurocirugía, fue publicado en la edición 14 de septiembre de Cancer Management and Research. El estudio explora los efectos de la inmunoterapia en los gliomas malignos, tumores cancerosos del cerebro que normalmente tienen un mal pronóstico.

Lo que los investigadores descubrieron fue que las células inmunitarias del cerebro y de la sangre presentan reordenamientos masivos cuando interactúan con un glioma maligno bajo tratamiento. Esencialmente, el estudio demuestra que el complejo sistema inmunológico reacciona de manera diferente en los tejidos cerebrales diferentes y en diferentes regiones del cerebro, incluyendo tumores.

“Esta es la primera vez que los investigadores han llevado a cabo un estudio regional de los tejidos del cerebro y un glioma maligno para demostrar que estas células inmunes no se agregan o se comportan de la misma manera en sus respectivas áreas del cerebro. Esto significa que el tratamiento eficaz en un área del cerebro pueden no serlo en otra área. De hecho, podría incluso causar más problemas.”

Los resultados del estudio proporcionan información importante sobre por qué los ensayos clínicos con inmunoterapia en pacientes con glioma podrían no estar funcionando.

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En un sorprendente nuevo estudio, los científicos de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), han reflejado el cerebro humano y generaron lo que ves en en el video, evidenciándose que los caminos de las conexiones entre las neuronas, están casi a la perfección en forma de cuadrícula.

La gran mayoría están en paralelo o perpendiculares entre sí, hay casi cero diagonales, por lo que el cerebro humano es sólo una gran rejilla de neuronas, muy parecido a las calles de una ciudad habitual.

Este nuevo imaginario viene de un escáner de resonancia magnética que utiliza imágenes de espectro de difusión para detectar el movimiento de las moléculas de agua dentro de los axones (las conexiones largas hechas por las neuronas). El cerebro siempre ha sido muy difícil de graficar debido a la naturaleza rugosa de la corteza cerebral que lo rodea, pero este nuevo equipo de resonancia magnética, finalmente tiene la capacidad de mirar a través de los pliegues.

Los miembros del Human Connectome Project analizó en primer lugar cerebros de los monos, muy similares a los cerebros humanos, y luego utilizaron sus resultados para ajustar el escáner de resonancia magnética para mejorar la imagen de cerebros humanos. Un conectoma es un mapa completo de las conexiones y vías en el cerebro, básicamente, la versión neuronal de tu genoma de ADN.

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El sistema jurídico debería tener más en cuenta los nuevos descubrimientos de la neurociencia que muestran cómo una infancia difícil puede afectar el desarrollo del cerebro de una persona joven, lo que según esta nueva investigación puede aumentar las probabilidades de que el menor cometa un delitos.

El estudio será presentado como parte de una serie de seminarios en el Economic and Social Research Council, en colaboración con la Parliamentary Office of Science and Technology del Reino Unido.

Los neurocientíficos han demostrado recientemente que los principios de adversidad, tales como una vida familiar muy caótica y aterradora, puede resultar en un niño hiperactivo para vigilar las posibles amenazas de su entorno. Esto parece influir en el desarrollo de la conectividad del cerebro y las funciones cognitivas del futuro adolescente.

Estos niños pueden llegar a la adolescencia con los sistemas cerebrales que se establecen de manera diferente, y esto puede aumentar la probabilidad de tomar riesgos impulsivos. Para muchos jóvenes delincuentes la adversidad tan temprana es una experiencia común, y puede aumentar su vulnerabilidad a los problemas de salud mental y también creando un riesgo relacionado a problemas de conducta.

Estas ideas surgen de un estudio realizado por un equipo dirigido por el Dr. Eamon McCrory, del University College de Londres, y son parte de una ola de preguntas de investigación neurocientífica que tienen implicaciones potenciales para el sistema legal.

“El mensaje más reciente de la neurociencia es que los jóvenes que sufren de una infancia con problemas pueden experimentar una especie de golpe debido a ese entorno social difícil, lo que finalmente puede ponerlos en mayor riesgo ante la potencialidad de recurrir al delito e influir en el desarrollo temprano del cerebro. Esto afecta su capacidad de permanecer en la escuela o contribuir a la sociedad.”

Los investigadores quieren ver una mejor comunicación entre los neurocientíficos, médicos y abogados, para que los resultados de investigación como éstas conduzcan a cambios en el sistema legal:

“Hay una gran brecha entre la investigación llevada a cabo por neurocientíficos y las realidades del día a día del sistema de justicia.

Aunque el comportamiento criminal dependa de una red una compleja de factores, los neurólogos y los médicos están identificando los factores de riesgo, que si son abordados, podría reducir la delincuencia,compensar los costos de años de prisión, disminuir la violencia y mejorar las posibilidades de desarrollo de los niños que no son favorecidos por el sistema económico y social.”

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Según un nuevo estudio realizado por investigadores del Rush University Medical Center, tener un propósito en la vida puede ayudar a evitar los efectos nocivos de las placas y los ovillos neurofibrilares asociados con la enfermedad de Alzheimer.

“Nuestro estudio mostró que las personas que afirmaron tener un propósito en la vida exhibieron un mejor conocimiento de los que no, incluso en forma de placas y ovillos acumulados en su cerebro”, dijo Patricia A. Boyle, PhD.

“Esto es alentador y sugiere que la participación en actividades significativas y con un propósito promueve la salud cognitiva en la vejez.”

Mientras que las placas y los ovillos son muy comunes entre las personas que desarrollan la demencia de Alzheimer (caracterizada por una pérdida de memoria importante y cambios en las habilidades de pensamiento), datos recientes sugieren que las placas y los ovillos neurofibrilares se acumulan en la mayoría de las personas mayores, incluso aquellos sin demencia. Y las placas y los ovillos perturban la memoria y otras funciones cognitivas.

Boyle y sus colegas notaron que la mayor parte de la investigación del Alzheimer que está en curso busca identificar maneras de prevenir o limitar la acumulación de placas y ovillos en el cerebro, una tarea que ha resultado bastante difícil. Estudios como el actual son necesarios ya que, hasta que las terapias preventivas eficaces que se descubren, las estrategias que minimicen el impacto de las placas y los ovillos neurofibrilares en la cognición se necesitan con urgencia.

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La opinión común de que beber es malo para el aprendizaje y el desarrollo de la memoria, pero al parecer esto no es así, según un nuevo estudio del Waggoner Center for Alcohol and Addiction Research at The University of Texas en Austin.

“Por lo general, cuando hablamos de aprendizaje y la memoria, estamos hablando de la memoria consciente,” dice el neurobiólogo Hitoshi Morikawa, cuyos resultados fueron publicados el mes pasado en el Journal of Neuroscience. “El alcohol disminuye nuestra capacidad para mantener piezas de información como el nombre de su colega, o la definición de una palabra, o dónde estacionó su auto esta mañana. Sin embargo, nuestro subconsciente está aprendiendo y recordando también, y en realidad el alcohol puede aumentar nuestra capacidad de aprender, o la “condicionabilidad,” a ese nivel. ”

En el estudio Morikawa encontró que la exposición repetida al etanol aumenta la plasticidad sináptica en una zona clave en el cerebro, es una prueba más hacia un consenso en la comunidad neurocientífica que la adicción a las drogas y el alcohol es fundamentalmente un trastorno en el aprendizaje y en la memoria.

Cuando bebemos alcohol (o consumimos heroína, cocaína o metanfetaminas), nuestro subconsciente está aprendiendo a consumir más. Pero no se detiene allí. Llegamos a ser más receptivos a la formación de recuerdos subconscientes y los hábitos con respecto a la alimentación, la música, incluso las personas y situaciones sociales.

Por lo que los alcohólicos no son adictos a la experiencia de placer o alivio que obtenemos al beber alcohol, sino que son adictos a la constelación de estímulos ambientales, conductuales y fisiológicos que se ven reforzados cuando el alcohol provoca la liberación de dopamina en el cerebro.

“La gente normalmente piensa en la dopamina como transmisor feliz, o un transmisor de placer, sino más exactamente se trata de un emisor de aprendizaje, refuerza las sinapsis “, dijo Morikawa.

El alcohol, en este modelo, es el facilitador, intercede en el el sistema dopaminérgico, y le dice a nuestro cerebro que lo que estamos haciendo en ese momento es gratificante, y por lo tanto vale la pena repetirlo.

Entre las cosas que aprendemos esta el hecho de que el consumo de alcohol es gratificante. También sabemos que ir a la barra, charlar con amigos, comer ciertos alimentos y la escucha de ciertos tipos de música son gratificantes. Cuanto más a menudo hacemos estas cosas, mientras que bebemos, y más dopamina se libera, y va “potenciado” las sinapsis.

La esperanza a largo plazo de Morikawa es que mediante la comprensión de las bases neurobiológicas de la adicción, se pueda desarrollar drogas contra la adicción que debilitaría, en lugar de fortalecer las sinapsis clave.

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DARPA, el brazo de investigaciones del Pentágono quiere engañar a los cerebros de las tropas, más específicamente las áreas que regulan el estado de alerta y la cognición al tratamiento del dolor y factores psiquiátricos relacionados con el bienestar. Y lo más llamativo de este asunto, es que los científicos quieren hacerlo todo desde el exterior, con un aparato instalado dentro de los cascos de los solados. Esto mediante el control remoto de la actividad cerebral mediante ultra sonido, por supuesto, no será menos controvertida que otras ideas del Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

Ya hace unos meses, DARPA ha montado un laboratorio que está tratando de hacer todo esto, primero de impulsando la inteligencia de las tropas para la prevención de lesiones cerebrales traumáticas. El neurólogo William Tyler de la Universidad Estatal de Arizona ha estado trabajando con la financiación del Laboratorio de Investigación del Ejército durante años. Ese trabajo neurotecnología ha llamado la atención de la Darpa, que otorgó a su laboratorio un el premio Facultad Young para mejorar métodos no invasivos para la estimulación cerebral.

Este sistema se basa en el hecho de que el cerebro sirve a todas las funciones de su cuerpo, y si conoces la neuroanatomía del mismo, entonces puedes comenzar a regular cada una de esas funciones. Los científicos han ideado métodos de vanguardia para la estimulación cerebral con el fin de tratar trastornos médicos, como la enfermedad de Parkinson o la depresión severa. Pero para llegar al fondo del cerebro, los enfoques actuales requieren cirugía invasiva para implantar electrodos y pilas, ya la estimulación de ultrasonido externo no puede penetrar los circuitos del cerebro profundo, donde residen muchas redes neuronales importantes.

Ahora, Tyler y su equipo de investigación han creado un sistema de “ultrasonido transcraneal” que es capaz de estimular una gran variedad de circuitos cerebrales desde afuera, y ya ha demostrado ser capaz de apuntar a las regiones profundas del cerebro, a diferencia de los métodos existentes. Además, debido a su precisión puede llegar a zonas muy específicas del cerebro, tan pequeñas como dos o tres milímetros. Y por supuesto, los prototipos son lo suficientemente pequeños para caber dentro de un casco típico.

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Los investigadores del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria, dependiente del MIT, informan por primera vez cómo el conocimiento obtenido a través de las experiencias pasadas puede influir subconscientemente en el comportamiento frente a nuevas situaciones.

La obra, que arroja luz sobre cómo nuestras experiencias pasadas repercuten en nuestras opciones futuras, se publicó el 22 de diciembre en un anticipo online de la revista Nature.

El trabajo previo ha demostrado que cuando un ratón explora un nuevo espacio, las neuronas en su hipocampo, el centro de aprendizaje y la memoria, se encienden como la pólvora. Las neuronas individuales se comportan bajo un patrón específico que refleja el movimiento del animal a través del espacio. Al observar los patrones específicos del tiempo y secuencias grabadas, los investigadores pueden decir por que parte del laberinto el animal estaba corriendo en ese momento.

En el presente trabajo, el científico George Dragoi y Susumu Tonegawa, profesor de Biología y Neurociencia y director del Centro RIKEN-MIT de circuito neural genético, encontraron que algunas de las secuencias de células en los cerebros de los ratones “que se disparan durante un experiencia espacial, tales como correr un nuevo laberinto, mientras que los animales descansaban antes de la experiencia también se dispara dicha secuencia neuronal si el animal la vivió previamente.

“Estos hallazgos explican en el nivel del circuito neuronal es un fenómeno a través del cual el conocimiento previo influye en nuestras decisiones cuando nos encontramos ante una nueva situación”, dijo Dragoi. “Esto explica en parte por qué las personas actúan de manera diferente ante la misma situación.”

Cuando el ratón se detiene y descansa durante el recorrido por un laberinto, reproduce mentalmente su experiencia. Sus neuronas continúan con el mismo patrón de actividad que ocurrió mientras se estaba ejecutando la experiencia de intentar resolver el laberinto. A diferencia de esta versión de la repetición mental, el fenómeno encontrado por los investigadores del MIT se llama preplay. Y ocurre antes de que el animal, haya iniciado aún el nuevo laberinto.

“Estos resultados sugieren que la dinámica interna neuronal durante el reposo organiza células en el hipocampo en secuencias basadas en el tiempo que ayudan a codificar una experiencia futura”, dijo Tonegawa.

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Muchos de ustedes ya lo sabrán, otros tantos no, pero el hecho es que los humanos no pueden caminar en línea recta. Si no hay punto fijo de referencia, sólo podemos caminar en círculos, lo que inevitablemente concluye en que terminemos perdidos. Nadie sabe por qué, pero los investigadores del Instituto Max Planck de Cibernética Biológica han confirmado esta extraña situación en varios experimentos.

Si caminas, conduces un vehículo o navegas con los ojos vendados, en medio de la niebla o la noche, sin estrellas a la vista, no serás capaz de mantener una línea recta. No importa cuánto te esfuerces, terminarás yendo en círculos, ya que, por alguna razón misteriosa, los seres humanos tienen una tendencia a inclinarse hacia un lado más que el otro. Algunas personas especulan que esto se debe a un lado del cerebro es el dominante.

Otros señalan que la razón puede ser puramente mecánica, ya que una de nuestras piernas es siempre realiza más esfuerzo que la otra. Pero, de acuerdo con los resultados del estudio, estas no son las causas de este comportamiento único. Al menos, no hay una explicación única, pero puede ser una combinación de muchos factores.

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En 2007, Roi Cohen Kadosh de la Universidad de Oxford descubrieron la zona del cerebro responsable de la capacidad matemática, ubicada en el lóbulo parietal derecho, justo encima de la oreja derecha. En base a este descubrimiento, el y su equipo están utilizando la estimulación magnética transcraneal (TMS) de la zona, es decir, emiten un flujo de pulsos magnéticos que deshabilita temporalmente un área específica del cerebro. Como resultado, encontraron que la capacidad de las personas para realizar tareas numéricas decae notablemente. De hecho, su rendimiento se parecía al de las personas con discalculia, quienes tienen dificultades para comprender los procesos matemáticos.

Ahora lo han hecho a la inversa, es decir, estimulando activamente el cerebro, y obtuvieron una importante mejora de las habilidades aritméticas del cerebro. Para ello, como mencionamos, usaron una estimulación directa transcraneal (tDCS), una forma de mejorar la actividad cerebral usando una corriente eléctrica, la aplicaron directo a la corteza parietal derecha al mismo tiempo que usaron una corriente opuesta para someter la corteza del parietal izquierdo.

“Esto no va a convertirse en una máquina de producir genios, pero podría convertirse en un dispositivo para ayudar a los niños con habilidades numéricas pobres a mejorar sus habilidades matemáticas” dice Cohen Kadosh.

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Sin duda habrás notado que todos suelen estar más felices los días soleados, pero ¿por qué? Parece que la incidencia de la luz actuá directamente sobre algunas áreas específicas del cerebro que procesan las emociones, tanto las buenas como las malas.

Aunque ya hace tiempo la luz se utiliza para tratar los trastornos relacionado con el humor, hasta ahora no entendíamos cómo funcionaba esto. Mientras que los conos y bastones son sensibles a la luz, y dan lugar al proceso de visibilidad, un tercer tipo de fotorreceptor, particularmente sensible a la luz azul, interviene en las respuestas no visuales, tales como los ciclos de sueño y el estado de alerta. Así que la luz puede hacer que nos sintamos mejor, esto se debe a que ayuda a regular los ritmos circadianos.

Gilles Vandewalle, profesional de la Universidad de Lieja, Bélgica, y sus colegas se preguntaron si esta vía afecta directamente a nuestro estado emocional también. Para averiguarlo, escanearon los cerebros de varios voluntarios expuestos a la luz verde o azul, mientras una voz neutra o enojada recitaba palabras sin sentido. Como era de esperar, las áreas del cerebro responsables de procesamiento de las emociones respondió con más fuerza a la voz enojada, pero este efecto fue amplificado por la luz azul.

Aquí el estudio.

Si bien en la actualidad hay pocas posibilidades de crear un auténtico robot consciente que sea como un clon en el futuro cercano, varias compañías están dando los primeros pasos en esa dirección. Su objetivo inicial es permitirte crear una representación realista digital o avatar, que pueda continuar por mucho tiempo después de que tu cuerpo biológico se haya descompuesto. Esta digitalización podría ser capaz de ofrecer lecciones valiosas para tus bisnietos, así como darles una buena idea de lo que fue su antepasado.

En última instancia, sin embargo, su objetivo es crear un avatar personalizado consciente, encarnado en un robot, que de hecho lo que le permite es algo parecido a la inmortalidad. Empresas como Lifenaut están trabajando para crear avatares realistas, viendo así la posibilidad de evitar la muerte, según declara Nick Mayer, ejecutivo de dicha compañía.

Por ahora, Lifenaut se basa en una serie de pruebas de personalidad, enseñanza de las sesiones y material personal subido como fotos, videos y correspondencia. El resultado, dice Mayer, será un avatar que se parece a ti, habla como tu, y estará en condiciones de describir los principales acontecimientos en tu vida, como el día de tu boda. Pero ¿hasta dónde puede ir esa tecnología? ¿Qué parte de tu personalidad y el conocimiento pueden ser reproducidos por un ordenador? ¿Podemos tener la esperanza de utilizar avatares para resucitar a los muertos?

El próximo reto es hacer un avatar conversar como un ser humano. Por el momento el comportamiento más realista proviene de chatbots, un software que puede analizar el contexto de una conversación inteligente y producir respuestas que suenan como si se estuviese pensando. Lifenaut va un paso más, adaptando el software chatbot a un individuo mediante nuevas técnicas de inteligencia artificial.

El avatar de Lifenaut podría parecer responder como un ser humano, pero ¿cómo conseguir que se parezca a ti? La única manera es a enseñarle acerca de ti mismo, y como imaginarás esta subida de la personalidad es un proceso laborioso. La primera etapa consiste en valorar unas 480 frases como “Me gusta complacer a los demás” y “me solidarizo con los sin hogar”, según la precisión con que reflejan mis sentimientos. Una vez hecho esto, me preguntó entonces para cargar elementos como un diario de notas, fotos y video y etiquetados con nombres de lugares, fechas y palabras clave para ayudar a mi avatar construir “recuerdos”.

Entonces, ¿es posible dotar a mi doble digital con una representación creíble de mi propia personalidad? Es difícil, ya que un avatar Lifenaut probablemente necesitaría toda una vida de conversaciones con usted para lograr captar toda la información. La solución entonces sería usar un dispositivo que cumpla la función de interfaz entre nuestro cerebro y el ordenador, para así realizar un volcado casi instantáneo de nuestra mente.

Un problema es que algún tipo de cuerpo físico es probablemente esencial para desarrollar la conciencia humana, dice el investigador Antonio Chella especialista en robótica de la Universidad de Palermo en Italia. La conciencia exige una interacción estrecha entre el cerebro, el cuerpo y el medio ambiente, la percibimos con todo el cuerpo, por lo que una entidad consciente necesitará sensores de percibir el mundo y para controlar sus propios movimientos.

Puedes leer información más detallada sobre este asunto aquí.

Un nuevo dispositivo desarrollado por el Dartmouth College permite a los usuarios seleccionar y marcar un número de teléfono de algún contacto con tan sólo pensar en ello. NeuroPhone fue desarrollado por el profesor auxiliar de ciencias de la computación Tanzeem Choudhury y por el profesor Andrew Campbell, entre otros, y utiliza las señales neuronales detectadas por un auricular inalámbrico EEG de Emotiv, para por ejemplo, controlar tu iPhone. Una aplicación controlada por la mente, busca en los contacto con destellos fotos de los mismos, cuando el usuario ve el contacto que quiere llamar, una firma específica de la actividad cerebral activa el sistema, lo que automáticamente le dice al iPhone que debe llamar a esa persona.

En contraste con la activación por voz o el seguimiento de los ojos, el equipo dice que el cerebro podría permitir que el control del teléfono sea fácil y silencioso, y hasta para transmitir los estados emocionales a otros usuarios.

Otros dispositivos de interacción hombre-máquina basada en el EEG se utilizan para dar a los pacientes vegetativos una manera de comunicarse , permiten a los usuarios jugar juegos de vídeos sin usar las manos, e incluso permitir que los propietarios de robots transmitir mensajes y ordenes a los mismos.

Si bien la mayoría de los consumidores probablemente no quisieran andar con una cinta en la cabeza para una lectura del EEG, si dichas interfaces se hacen más pequeñas, menos intrusivas, y más baratas (el utilizado en el experimento costaba 300 dólares), este tipo de dispositivos podrían masificarse.

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El poder trasplantar neuronas fetales en el cerebro de ratones jóvenes abre una nueva ventana en la plasticidad neuronal, o la flexibilidad de los circuitos neuronales del cerebro. La investigación, publicada hoy en la revista Science, sugiere que la capacidad del cerebro para adaptarse a situaciones radicalmente nuevas, no podría perderse en la juventud, y ayuda a identificar los factores necesarios para reintroducir esta plasticidad.

Una mejor comprensión de la plasticidad del cerebro podría traer nuevas formas de tratar la lesión cerebral y otros problemas neurológicos mediante la devolución al cerebro a un estado más joven y más maleable. En el estudio, los investigadores examinaron un fenómeno bien conocido visto en el sistema visual de los ratones y seres humanos, en lo que se conoce como el “período crítico” del desarrollo. Si los animales jóvenes son privados de la información visual en un ojo durante este tramo, de 25 a 30 días de edad en los ratones, sus sistemas visuales se reconfiguran para maximizar la información visual desde el ojo en funcionamiento. Como resultado, la visión en el otro ojo está permanentemente afectada. “La corteza se dice a si misma algo como: No voy a tener en cuenta la información de este lado, así que prestaré atención al otro ojo”.

Para tratar de averiguar lo que provoca la plasticidad neural vista durante este período, los investigadores tomaron un tipo específico de neuronas del cerebro de ratones fetales y fueron injertadas en ratones que habían nacido o tenían de aproximadamente 10 días de edad. Conocido como interneuronas inhibitorias, estas células liberan una señal química que aquieta las células vecinas, por lo que las neuronas trasplantadas, marcadas con un marcador fluorescente, comenzaron a emigrar a su lugar normal en el cerebro y hacer conexiones con las neuronas residentes.

Las neuronas trasplantadas parecían inducir a un segundo período crítico, que estaba programado para la edad de las células trasplantadas en lugar de la edad de los animales. El posterior período crítico se produjo cuando las neuronas trasplantadas tuvieron alrededor de 33 a 35 días de edad, la misma edad que residen interneuronas inhibitorias durante el período crítico normal, vale recordar que las neuronas surgen en el cerebro antes del nacimiento.

Los hallazgos podrían tener implicaciones de gran alcance para nuestra forma de pensar sobre la naturaleza de la plasticidad en el cerebro. Los seres humanos tienen un período crítico similar, aunque en los seres humanos esta fase está más extendida que en los ratones. Los bebés y niños con un ojo flojo o una catarata sufrirán la pérdida permanente de la visión si el problema no se corrige antes de unos ocho años de edad, dice Takao Hensch, neurólogo del Hospital Infantil de Boston.

El fenómeno no se limita al sistema visual, los científicos piensan que la mayor parte de la corteza suele someterse a un período similar de mayor maleabilidad. Por ejemplo, los niños no pueden oír ciertos sonidos después de una edad determinada. El ejemplo clásico es que los niños que crecen en Japón, con el tiempo pierde la capacidad de diferenciar entre R y la L.

Si los científicos pueden encontrar una manera controlada para provocar la plasticidad en partes específicas del cerebro, ésto abrirá nuevas vías para el tratamiento de una variedad de dolencias. Los adultos que sufren daño cerebral causado por accidentes cerebrovasculares o traumas en la cabeza, con este método pueden mejorar su recuperación.

Sin embargo, hay un largo camino por delante, ya que para aplicar este tipo de trasplante de células para los seres humanos, los científicos deben desarrollar una fuente confiable de las células necesarias. A continuación, tendrán que demostrar que las células pueden ser trasplantadas de forma segura en el cerebro. Averiguar cómo capitalizar adecuadamente la plasticidad, es el siguiente obstáculo, pero no deja de ser un gran avance en la carrera por entender y reparar nuestro cerebro.

Científicos de la Universidad de California han hecho un descubrimiento importante respecto a como el cerebro codifica los recuerdos. El hallazgo, publicado en la edición del 24 de diciembre de la revista Neuron, podría conducir al desarrollo de nuevos fármacos para ayudar a la memoria.

El equipo de investigadores es el primero en descubrir un proceso central en la codificación de los recuerdos que se produce en el nivel de la sinapsis, en donde las neuronas se conectan entre sí.

“Cuando nos enteramos de cosas nuevas, cuando guardamos los recuerdos, hay una serie de cosas que tienen que suceder”, dijo el autor principal, Kenneth S. Kosik, jefe de Cátedra de Investigación en Neurociencia del UCSB Neuroscience Research Institute.Vale aclarar que Kosik es un investigador líder en el área de estudios sobre la enfermedad de Alzheimer.

“Uno de los procesos más importantes es que las sinapsis, ha de ser reforzada, y en el fortalecimiento de la sinapsis se genera una conexión, y las sinapsis tienen que ser fortalecidas para que la memoria quede en su lugar y permanezca allí. El fortalecimiento de la sinapsis es una parte muy importante del proceso de aprendizaje. Lo que hemos encontrado parece explicar una parte de lo que sucede “.

El fortalecimiento de la sinapsis implica la realización de nuevas proteínas, y esas proteínas intervienen en la construcción de la sinapsis y la hacen más fuerte. Al igual que con el ejercicio, cuando las nuevas proteínas deben desarrollar tu masa muscular, las sinapsis también debe tener más proteína cuando quiere grabar recuerdos. En esta investigación, se descubrió la regulación y el control de ese proceso.

La producción de nuevas proteínas sólo puede ocurrir cuando el ARN que hacen las proteínas necesarias se encuentra activado. Hasta entonces, el ARN es “encerrado” por una molécula de silenciamiento.

“Cuando algo entra en su cerebro, un pensamiento, una especie de estímulo, o ves algo interesante, escuchas música, las sinapsis se activan”, señaló Kosik. “¿Qué sucede a continuación es realmente interesante, pero para seguir la vía de nuestros experimentos se trasladaron a neuronas cultivadas. Cuando se activan las sinapsis, una de las proteínas envueltas alrededor de ese complejo silenciador se degrada”.

Cuando la señal llega, se degrada la proteína de envoltura o se fragmenta. Luego, el ARN es repentinamente liberado para sintetizar una nueva proteína. Los científicos pudieron ver algunas de las proteínas específicas que intervienen en la síntesis, dos de ellas son CaM Kinase y Lypla, y las misas están identificadas en el documento.

Uno de los enfoques utilizados por los científicos en el experimento fue tomar células de neuronas vivas en ratas y verlas con un microscopio de alta resolución. El equipo fue capaz de ver las sinapsis y los lugares donde las proteínas se producen.

“Una de las razones por qué es interesante es que los científicos han quedado perplejos por algún tiempo por qué, cuando se fortalecen las sinapsis, es necesario tener las proteínas que se van a degradar y también producir nuevas proteínas”, dijo Kosik. “Tu tienes una degradación de proteínas pasando al lado de la síntesis de nuevas proteínas. Así que ahora hemos resuelto esta paradoja. Se demuestra que la degradación de proteínas y la síntesis puede ir de la mano.”

Un hombre estrangula a su esposa mientras soñaba que luchaba contra los intrusos en su casa ¿Eso lo hace un loco, malo o inocente? La investigación reciente está ayudando a descoser estas cuestiones, y puede ayudar a revelar si alguien tiene la responsabilidad en tales casos.

La semana pasada, el británico Brian Thomas apareció en la corte por cargos de asesinato después de estrangular a su esposa mientras dormían en su remolque. La fiscalía retiró los cargos después de tres psiquiatras testificaron que encerrarlo no serviría a ningún propósito útil, y el juez dijo que Tomás no tiene ninguna responsabilidad por sus acciones.

El caso ha puesto los reflectores sobre el uso de tales defensas basadas en el sonambulismo en los tribunales. “Si nos fijamos en los medios de comunicación no parece haber un aumento en el uso de defensas basadas en el sonambulismo”, dice Michel Cramer-Bornemann de la Regional de Trastornos del Sueño de Minnesota en Minneapolis.

Thomas tenía un trastorno del sueño verdadero, pero a Cramer-Bornemann le preocupa que en muchos otros casos, el trastorno del sueño y otras defensas relacionadas son mal utilizadas. Nuevos estudios sobre las causas del sonambulismo pueden llegar a hacer más fácil identificar quién tiene un sueño real, que en ocasiones puede resultar en violencia, y que se está inventando.

El mes pasado, Ursula Voss de la Universidad de Bonn en Alemania y sus colegas informaron que, incluso durante el sueño lúcido, un estado en el que algunas personas afirman ser capaces de controlar sus sueños, algunas áreas del cerebro asociadas con la intención se apagaban, mientras que otras áreas asociadas con la conciencia estaban activas.

Aunque esta investigación no se centrará concretamente en los sonámbulos, coincide con un estudio anterior de Claudio Bassetti de la Universidad de Zurich en Suiza, quien encontró que el sonámbulo también demuestra la no activación en las áreas del cerebro asociadas con la intención, aunque las áreas emocionales y las relacionadas con el movimiento se activan.

Se cree que un diagnóstico confirmado de sonambulismo haría una fuerte defensa en los tribunales, pero se requieren pruebas para establecer que se tiene un trastorno del sueño real.

Eso podría ser más fácil con el reciente descubrimiento de que los estímulos auditivos, como ladrido de un perro, que puede desencadenar el sonambulismo en las personas propensas a ello, sobre todo si han estado sufriendo de falta de sueño. Antonio Zadra en la Universidad de Montreal, en Quebec, Canadá, y sus colegas midieron la actividad cerebral de 10 sonámbulos y de 10 sujetos de control para determinar en qué fase de sueño que se estaban

Ellos encontraron que suena una alarma durante la “onda lenta” del sueño disparado el sonambulismo en tres de los sonámbulos, en circunstancias normales, y los 10 sonámbulos cuando se les había mantenido despiertos durante 25 horas antes de dormir.

El estudio podría eventualmente permitir una verdadera prueba para sonámbulos. “Ese es un gran avance”, dice Cartwright. Hasta hace poco, los abogados de la defensa se basó en pruebas de sonambulismo en la infancia o una historia familiar de la actividad para respaldar sus afirmaciones.

Sin embargo, Zadra advierte que otros factores, como tener la motivación para cometer un delito, también debe tenerse en cuenta. “No debemos olvidar que algunos sonámbulos pueden ser delincuentes”, dice.

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Según los investigadores del Brain Mind Institute de Suiza, la complejidad de la mente humana no es una barrera para la construcción de una réplica del cerebro humano. El Profesor Henry Markram, prestigioso neurocientífico de la institución mencionada dice:

“El cerebro es obviamente muy complejo porque tiene billones de sinapsis, miles de millones de neuronas, millones de proteínas, y miles de genes, pero esas operaciones son limitadas. Y la tecnología actual ya está muy sofisticada y que nos permite realizar ingeniería inversa del cerebro rápidamente.“

Un importante obstáculo en el camino a un modelo del cerebro humano es que los 100 años del descubrimiento de la neurociencia han llevado a millones de fragmentos de datos y conocimientos que nunca se han reunido y aprovechando plenamente. Aunque el mayor desafío es entender cómo los patrones eléctricos, magnéticos y químicos del cerebro se convierten en nuestra percepción de la realidad. Creemos que vemos con nuestros ojos, pero en realidad la mayor parte de lo que “vemos” se genera como una proyección en el cerebro. Entonces, ¿qué estamos realmente observando cuando nos fijamos en algo “fuera” de nosotros?

“A medida que progresa la investigación estamos aprendiendo acerca de los secretos de diseño de nuestro cerebro que eran inimaginables antes. Por ejemplo, el hecho de que el cerebro utiliza algunas reglas simples para resolver problemas de alta complejidad, por lo que la extracción de cada una de estas reglas una a una es muy emocionante. Nos ha sorprendido el encontrar principios de diseño simples que permiten que miles de millones de neuronas se conecten entre sí.Un modelo del cerebro estará basado en una supercomputadora masiva y servirá como una especie de servicio educativo y de diagnóstico para la sociedad. A medida que la revolución industrial en la ciencia avanza, este servicio va a generar más datos que los que cualquier persona pueda realizar comprender, es más, ni un ordenador podría almacenar todos esos datos, por lo que los modelos que pueden absorber los mismos son simplemente inevitables. También es esencial construir modelos para el tratamiento de enfermedades cerebrales, las cuales afectan a alrededor de dos millones de personas.”

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Un grupo de investigadores han afirmado que podrían tener listo un cerebro artificial que replique todas las funciones del cerebro humano en un plazo de 10 años.

El doctor Henry Markram es el director del denominado Blue Brain Project, una iniciativa en la que llevan trabajando desde el año 2005 que está destinada a poder desarrollar un cerebro artificial que imite las funciones y capacidad del cerebro humano.

El proyecto, afirma Markram, va por buen camino, y en su conferencia en el TED indicó que en 10 años podrán tener un modelo de cerebro artificial. “No es imposible construir un cerebro humano, y podemos hacerlo en 10 años”. Markram bromeó a continuación, diciendo que “si tenemos éxito, mandaremos un holograma al TED para que dé la charla”.

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Un grupo de investigadores desarrolló una manera de borrar recuerdos específicos en un ratón, mientras dejan el resto intacto sin provocar daños al cerebro. Al manipular los niveles de una importante proteína en el cerebro, ciertos recuerdos pueden ser eliminados de manera selectiva, dijeron los investigadores liderados por el neurobiólogo Joe Tsien del Medical College of Georgia en la revista Neuron.

“Todos los recuerdos, incluidos los dolorosos recuerdos emocionales, tienen su propósito. Aprendemos grandes lecciones de esos recuerdos o experiencias para que podamos evitar repetirlos nuevamente, y nos ayudan a adaptarnos en el camino”, dijo Tsien.

El estudio se centró en una proteína llamada alpha-CaMKII que está involucrada en el proceso de aprendizaje y de la memoria. Los científicos manipularon la actividad de la alpha-CaMKII en los cerebros de ratones genéticamente modificados para influir en la recuperación de memorias de corto y largo plazo.

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