Recrean el cerebro humano en 3D con una calidad previamente inalcanzable con acceso libre para la comunidad científica

Una reconstrucción en 3D de un cerebro humano completo, llamado BigBrain, muestra por primera vez la anatomía de este órgano con un detalle microscópico –a una resolución espacial de 20 micras, más pequeño que un mechón de pelo–, muy superior a la de los cerebros de referencia actuales.

Los investigadores, que trabajan en distintas instituciones de Alemania y Canadá, destacan que la nueva herramienta es de libre acceso para la comunidad científica con el objetivo de avanzar en el campo de la neurociencia.

El trabajo, publicado en el último número de la revista Science, pretende generar nuevo conocimiento sobre el cerebro sano y enfermo y ha logrado superar los límites de la tecnología actual.

 “El BigBrain es el primer modelo en 3D de un cerebro humano en una resolución microscópica. 

Es 50 veces mayor que la de los atlas cerebrales existentes”, explica a SINC Katrin Amunts, investigadora en la Universidad de Düsseldorf Heinrich Heine (Alemania) y autora principal del estudio.

Tal y como apunta Amunts, “en este atlas es necesario integrar los datos de la neurociencia celular, el análisis de estudios de mapeo de la distribución de los receptores de neurotransmisores o el patrón de expresión de genes en forma espacialmente organizada”.

Para los autores, el modelo proporcionará parámetros realistas, necesarios para la simulación, y empujará el desarrollo de nuevas herramientas para el análisis de imágenes, visualización y computación de alto rendimiento.

"Ha sido una proeza montar imágenes de más de 7.400 cortes histológicos individuales, cada uno con sus propias deformaciones, roturas y desgarros, en un volumen de 3D coherente", afirma Alan Evans, otro de los autores del estudio que trabaja en el Instituto de Neurología de Montreal (Canadá).

"Este conjunto de datos permite por primera vez una exploración 3-D de la anatomía citoarquitectónica humana", añade.

Mil horas para recoger los datos

Para llevar a cabo el proyecto, los investigadores alojaron en cera de parafina secciones finas de un cerebro femenino de 65 años de edad, que se cortaron con una herramienta de gran escala llamada microtomo.

A continuación, las secciones histológicas se montaron en placas para detectar las estructuras celulares y, finalmente, fueron digitalizadas con un escáner de alta resolución para que los investigadores pudieran reconstruir el modelo en 3D del cerebro.

Los autores necesitaron cerca de mil horas para recoger los datos, y observaron diferencias en el patrón laminar entre las áreas del cerebro. 

El nuevo cerebro de referencia, parte del Proyecto Europeo del Cerebro Humano, "redefine los mapas tradicionales de principios del siglo XX", subraya Amunts.

Por último, los expertos sostienen que este trabajo permitirá obtener información sobre las bases neurobiológicas de la cognición, el lenguaje, las emociones y otros procesos. Además, planean extraer mediciones del espesor cortical para analizar el proceso del envejecimiento y los trastornos neurodegenerativos.

Referencia bibliográfica:

Katrin Amunts et al, BigBrain: An Ultrahigh-Resolution 3D Human Brain Model, Science, 21. Juni 2013, Vol. 340, p. 1472-1475. DOI: 10.1126/science.1235381

innovaticias.com

Amnesia infantil: Científicos buscan causas de la escasez de recuerdos antes de los 4 años de edad

Hallazgo podría modificar la teoría que lo atribuye al desarrollo del lenguaje. 

La razón por la que nos cuesta recordar los primeros años de nuestra vida se debe a los altos niveles de producción de neuronas durante esa época. Esta es la conclusión a la que llegaron científicos en Canadá.

Los doctores Paul Frankland y Sheena Josselyn, del Hospital para Niños de Toronto y la Universidad de Toronto, querían saber cómo el proceso de generación de nuevas neuronas influía en el almacenamiento de memoria. 

Según su hallazgo, la formación de nuevas células cerebrales aumenta la capacidad para aprender, pero también limpia la mente de viejos recuerdos.

Este descubrimiento fue presentado ante la Asociación Canadiense de Neurociencia y la experta de la City University de Londres, doctora Bettina Forster, considera que el estudio hecho en ratones pone en entredicho algunas teorías psicológicas, que lo explican por el proceso de construcción del lenguaje en los niños.

La neurogénesis, o formación de neuronas nuevas en el hipocampo, que es una región en el cerebro conocida por su importancia para el aprendizaje y el recuerdo, alcanza sus máximos antes y después del nacimiento. Luego disminuye constantemente durante la niñez y adultez.

Para esta investigación de laboratorio, los especialistas utilizaron ratones viejos y jóvenes. 

En los animales adultos, el equipo descubrió que aumentando la neurogénesis después de la formación de la memoria era suficiente para olvidar. En los ratones infantes, los científicos hallaron que disminuyendo la neurogénesis después de la formación de la memoria significó que el olvido, que normalmente ocurre a esta edad, no ocurrió.

El estudio sugiere un vínculo directo entre la reducción en el crecimiento de neuronas y el aumento de los recuerdos.

Al mismo tiempo, comprobaron que lo inverso también es cierto. Es decir, que la habilidad de recordar disminuye cuando la neurogénesis aumenta, tal y como ocurre durante la infancia.

Los especialistas dijeron que el trabajo ofrece una explicación para la ausencia de recuerdos de nuestra niñez temprana, conocida como amnesia infantil. Estudios anteriores han demostrado que si bien los niños pequeños pueden recordar eventos a corto plazo, esta memoria no persiste.

El doctor Paul Frankland, experto en neurociencia y salud mental, dijo que durante muchos años la razón por la que existe la amnesia infantil ha sido un misterio. 

"Creemos que nuestro nuevo estudio empieza a explicar por qué no tenemos memoria de nuestros primeros años. 

Antes de los cuatro o cinco años tenemos un hipocampo muy dinámico que no puede almacenar información de forma estable".

"En la medida en que se generan neuronas nuevas, la memoria puede verse comprometida en ese proceso", agregó el especialista.

Por su parte, la doctora Forster considera que "estos resultados cuestionan el asumido vínculo entre el desarrollo verbal y la amnesia infantil, y pone en entredicho algunas teorías psicológicas y psicoterapéuticas sobre el tema". 

(BBC). 

lasegunda.com

¿Puede Internet cambiar nuestro cerebro?

Seguro que muchos de vosotros habéis oído que el uso de Internet es malo para las relaciones sociales, para la asimilación de materias y conocimientos, para la concentración…ahora hay que sumar una nueva teoría, aún no demostrada, sobre si el uso de Internet es malo también para el cerebro. 

Especialmente entre los niños y los nativos digitales.

La negatividad sobre Internet parece una nueva entrega de la postura anti tecnología y catastrofista que muchas personas tienen. 

Estos piensan que Internet no favorece la concentración y si la dispersión del cerebro, ya que la atención que éste puede dedicarle a una materia es limitado.

Pero en realidad el cerebro es un órgano plástico que se adapta según sea el uso que hacemos de él.

Algunos estudios realizados dentro del ámbito laboral demuestran las crecientes dificultades que encuentran las personas para concentrarse entre tantas tareas a la vez: un informe, el correo electrónico, las llamadas…de esta manera se consigue perder mucho tiempo y no poder realizar ninguna bien.

Los que defienden esta teoría piensan que las nuevas generaciones abusan de Internet y ello les hace pensar que Internet es malo porque  pueden convertirse en seres asociales y poco menos que sociópatas.

Los usuarios de Internet evitan la complejidad de las relaciones sociales reales y prefieren las redes sociales, aún con el riesgo de aislamiento que esto conlleva. 

Por no hablar de lo irreal que son muchas veces estas relaciones. 

Con casi ninguno de los “amigos sociales” establecemos una relación interpersonal, más bien son relaciones frágiles y temporales.

Por otro lado es difícil no sucumbir a ellas porque desde el recordatorio de los cumpleaños que te ofrece Facebook, a la rápida actualidad de los temas del momento que te ofrece Twitter, las redes sociales se han convertido en algo imprescindible en nuestra vida.

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Autor: Arancha Herrero

lukor.com

¿Por qué el cerebro nunca descansa?

Cerebro saturado

Un trabajo de investigación, publicado recientemente en la revista Trends in Neurosciences y basado en modelos informáticos de gran escala del cerebro, ha tenido como objetivo comprender cómo funcionan las resting-state networks(redes en estado de reposo o RSN) cuando se encuentran en una situación descrita por los expertos como 'límite de la inestabilidad'.

En el instante en que las RSN se encuentran en este estado, mayor es su eficacia y su rapidez de movilización para la percepción sensorial y la acción cerebral.

Es decir, cuando el cerebro se encuentra en el punto crítico de la 'inestabilidad' en una situación de reposo, puede desplegar todas sus posibilidades funcionales y toda su potencialidad de respuesta ante un estímulo o una tarea concreta.

Este estudio, dirigido por Gustavo Deco, director del Center for Brain and Cognition y del grupo de Neurociencia Computacional de la Universidad Pompeu Fabra, en colaboración con Viktor K. Jirs, del INSERM de Marsella (Francia) y Anthony R. McIntosh, de la Universidad de Toronto (Canadá), propone un nuevo marco teórico para vincular mejor las redes en estado de reposo a arquitecturas cognitivas desde el punto de vista empírico.

Un trabajador incansable

Una de las principales conclusiones de este trabajo es haber descubierto que el cerebro trabaja mientras reposa en un punto crítico de 'inestabilidad'.

Este punto crítico, puede afectar a los diferentes individuos por diferentes razones, como el aprendizaje, la experiencia, el envejecimiento o incluso diferentes síndromes neuropsiquiátricos.

Es precisamente por esta razón que la observación del estado de reposo del cerebro es tan importante e informativa, dado que puede reflejar estos cambios y así abrir una vía a un entendimiento más profundo de estos cambios cognitivos o neuropsiquiátricos.

Para los autores, las técnicas de medidas y modelado discutidas en este estudio son relevantes no solo para la neurociencia básica, sino también para sus aplicaciones en el campo de la biomedicina.

Referencia bibliográfica:

Gustavo Deco, Viktor K. Jirs and Anthony R. McIntosh. Resting brains never rest: computational insights into potential cognitive arquitecturas. Trends in Neurosciences, v 36, n. 5, 268-274 (2013)

SER-EN

alef.mx

El lagarto canario abre una vía de esperanza para las lesiones cerebrales

La fauna endémica de Canarias acaba de ofrecer a la ciencia una vía para avanzar en el tratamiento de las lesiones cerebrales, tras descubrirse que uno de sus estandartes, el lagarto, regenera sus nervios ópticos dañados a pesar de que se topa con los mismos impedimentos que los mamíferos.

El Grupo de Investigación de Neurogliociencia y Reparación Axonal que comparten lasUniversidades de Las Palmas de Gran Canaria y La Laguna (Tenerife) publica estos días en la revista británica “Journal of anatomy” las capacidades de regeneración nerviosa que se han descubierto en el lagarto canario (“Gallotia galloti”) y que hasta ahora solo se habían observado en dos reptiles de Australia.

Una de las responsables del hallazgo, María del Mar Romero, ha explicado  a Efe que el lagarto canario regenera las neuronas de su nervio óptico de forma espontánea en un ambiente de gliosis (cicatriz en un nervio) muy similar al que impide que ese mismo proceso se produzca en los humanos y el resto de los mamíferos.

“En el lagarto, los axones de las células ganglionares recrecen a pesar de que hay una gliosis, un impedimento físico, de que hay inhibidores del recrecimiento. Es lo mismo que ocurre en los mamíferos, pero en el lagarto recrecen. Por lo tanto, pensamos que esta neurona, en este bicho, expresará a nivel genético algún tipo de proteínas que no interpretan esas señales de inhibición igual que en los mamíferos. Pero aún no sabemos por qué”, apunta Romero.

En general, el sistema nervioso central (cerebro y médula espinal) de los mamíferos posee la capacidad de regenerarse, salvo que se produzcan lesiones traumáticas o degenerativas.

El lagarto canario, que guarda a ese nivel celular muchas similitudes con los mamíferos, es capaz de sortear ese obstáculo. Descubrir por qué es el siguiente reto a que se enfrenta este grupo de investigadores, ya que puede proporcionar numerosas respuestas de gran interés para el tratamiento de ese tipo de lesiones en humanos.

María del Mar Romero, profesora de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), recuerda que el nervio óptico forma parte del sistema nervioso central y que la retina se considera parte del cerebro. Así que se puede inferir, argumenta, que aquello que es aplicable al nervio óptico, puede serlo a todo el cerebro.

“El lagarto canario retiene esa capacidad regenerativa, pero hemos comprobado que no se parece ni a peces ni a anfibios, se parece más a las ratas. El siguiente paso es saber por qué, pero a nivel molecular”, subraya.

Esta capacidad regenerativa descubierta en el lagarto canario -en este caso en ejemplares de la isla Tenerife, capturados con permiso de las autoridades ambientales- solo se ha observado hasta la fecha en otros dos reptiles de Australia.

“Quizás eso tenga que ver con el hecho de que tanto Australia como Canarias están separadas de los continentes y conservan especies diferentes a las demás, especiales. Son laboratorios andantes de especies antiguas”, aventura Romero.

El equipo que componen Maximina Monzón Mayor, Elena Santos, Carmen M. Yanes y María del Mar Romero, las firmantes de este descubrimiento, están ahora pendientes de encontrar financiación para seguir indagando en esta capacidad regenerativa del lagarto canario y en si puede ser un modelo válido para lesiones humanas.

“Ya nos gustaría, si lo permiten los recortes que estamos sufriendo en toda Europa. Nosotros hemos propuesto este modelo a grupos de otros países para ver si podemos participar en algún proyecto europeo”, asegura la profesora de la ULPGC. 

EFEfuturo

efefuturo.com

Cómo entrenar la mente y evitar su deterioro

Según un estudio, los videojuegos sirven para mejorar la memoria, la concentración y el razonamiento. 

También para realizar tareas cotidianas como manejar o preparar la comida

Una investigación liderada por Fredric Wolinsky, profesor de salud pública de la Universidad de Iowa, encontró pruebas de que los videojuegos contribuyen a mantener la mente ágil ante el paso del tiempo.

Los juegos de capacitación cognitiva están diseñados con ese propósito. 

Según el estudio, pueden reducir e incluso revertir el deterioro de la función cerebral vinculada al envejecimiento, algo que la tradicional costumbre de hacer crucigramas no puede lograr.

El equipo de Wolinsky encontró que la mitad de los que usan juegos como Double Decision mejoran sus capacidades cognitivas y pueden revertir hasta siete años de declive relacionado con la edad.

La investigación, llamada Estudio de Mentes Sanas y Activas de Iowa, examinó a 681 personas saludables. 

Al comienzo todos recibieron pruebas cognitivas estándar. Los resultados fueron calificados según el desempeño promedio en esas pruebas, teniendo en cuenta la edad de los participantes, divididos en dos grupos: de 50 a 64 años, y de 65 en adelante. Aleatoriamente seleccionados, algunos debieron hacer crucigramas y otros jugar Double Decision.

Un año después, hicieron las mismas pruebas cognitivas. 

Las personas que sólo hicieron crucigramas tenían los deterioros cognitivos típicos del paso del tiempo. 

Aquellos que habían usado el juego propuesto por los investigadores manifestaron mejorías en su capacidad de concentración, velocidad de procesamiento visual y en la destreza para cambiar de una tarea a otra, entre otros aspectos.

Para algunos científicos los resultados de la investigación no son suficientes, pero Fredric Wolinsky se sostiene: "No sólo prevenimos el declive de las capacidades cognitivas. Estamos acelerándolas".

infobae.com

¿Qué hay de cierto en el uso del 10% del cerebro?

Parthiv Haldipur (Flickr)

Hace unos días, tras la publicación del post sobre los tópicos científicos más repetidos, alguien nos comentaba en los comentarios que nos había faltado comentar el famoso mito del uso del 10% del cerebro.

Hoy recogemos el guante, y os explicamos por qué no es cierta la afirmación de que solo utilizamos este pequeño porcentaje de nuestro cerebro.

De hecho, se atribuye al propio Albert Einstein la cita de que solo conseguíamos usar el 10% de nuestra mente.

Pero esta falacia es incluso anterior a la supuesta cita de Einstein.

Está documentado que el filósofo norteamericano William James, profesor de la Universidad de Harvard, escribió en su libro The Energies of Men, que "sólo aprovechamos una pequeña parte de nuestros recursos mentales y físicos". ¿Qué hay de cierto en el uso del 10% del cerebro humano?

Nuestros habituales despistes y fallos, y los estudios por resonancia magnética, en los que se observan unas determinadas zonas iluminadas ante determinados comportamientos, han ayudado a afianzar en la creencia popular la idea de que no usamos todo nuestro potencial.

Y es que el que es, sin lugar a dudas, nuestro órgano más complejo y desconocido, con un peso medio de entre 1.300 y 1.400 gramos, supone todavía un desafío para todos los científicos. Iniciativas como el europeo Human Brain Project muestran que la investigación en neurociencias sigue plenamente vigente y de actualidad.

Sin embargo, y a pesar de que sea un órgano del que aún nos quedan por conocer muchas cosas, no es cierto que hagamos solo un uso del 10% del cerebro.

Lo confirmaba John Henley, un famoso investigador en neurociencias, quien decía que durante el día utilizábamos casi toda nuestra capacidad mental.

Es más, incluso cuando dormíamos, el córtex prefrontal, relacionado con la planificación de comportamientos cognitivos complejos, como la toma de decisiones, la adecuación de nuestro comportamiento social o la expresión de la personalidad, o las áreas somatosensoriales del cerebro, permanecen a pleno rendimiento.

Si este mito fuera cierto, en principio podríamos continuar nuestra vida normal si nos quitaran el 90% del cerebro restante.

Es decir, si nos quedáramos solo con aproximadamente 140 gramos de este órgano.

Cuando se produce daño cerebral, somos capaces de compensar en cierta manera la actividad de nuestra mente, pero como sabemos, a menudo se producen discapacidades realmente graves.

Daños que, por otra parte, son mucho menores que los que se producirían si viviéramos sin el 90% de nuestro cerebro, para que nos hagamos una idea.

Pero es que la falacia del uso del 10% del cerebro no solo está extendida socialmente, sino que también algunos investigadores, como Sophie Scott, de la University College London, tienen una idea errónea sobre ello.
En una de sus clases llegó a afirmar, como contarían en la BBC, que los daños cerebrales no eran tan importantes por la paradoja del 10%.

Una idea falaz, ya que los daños en nuestro cerebro, por pequeños que sean, suelen provocar graves problemas de discapacidades en las personas que los han tenido que sufrir.

A pesar del misterio que sigue siendo a día de hoy este órgano, podemos afirmar sin duda, que el uso del 10% del cerebro humano forma parte también de los tópicos científicos más repetidos (y tremendamente falsos).

alt1040.com