Interneuronas: inhibición a la japonesa

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8048 <meta name="Title" content=""> <meta name="Keywords" content=""> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"> <meta name="ProgId" content="Word.Document"> <meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"> <meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"> <link rel="File-List" href="file://localhost/Users/pere/Library/Caches/TemporaryItems/msoclip1/01/clip_filelist.xml"> <link rel="Edit-Time-Data" href="file://localhost/Users/pere/Library/Caches/TemporaryItems/msoclip1/01/clip_editdata.mso"> Así lo bruto, en tu cerebro tienes dos tipos de neuronas. <o:p></o:p> Las piramidales son las de toda la vida, las que habrás visto en fotografías y dibujos, y que se activan unas a otras para enviar la información de un lado a otro del cerebro. <o:p></o:p> Pero luego están las interneuronas, mucho más pequeñitas, y que hacen exactamente lo contrario: su tarea es inhibir a otras neuronas, “apagarlas” cuando es necesario. <o:p></o:p> Si todavía no habíais oído hablar de ellas es porque los investigadores andaban un poco perdidos; no sabían muy bien cómo estudiarlas, ni cuáles eran sus funciones. Nuestra neurocientífica del MIT Vicky Puig nos cuenta que esto ha cambiado radicalmente en muy poco tiempo, las interneuronas se han puesto de moda entre los neurocientíficos, y muy pronto empezaremos a verlas en la prensa. Vicky se adelanta, y nos explica qué ha aprendido sobre ellas en Japón.<o:p></o:p> <o:p></o:p> <o:p></o:p> Desvelando el misterio de las Interneuronas, por Vicky Puig (Picower Institute, MIT)<o:p></o:p> <o:p></o:p> <o:p></o:p> <o:p></o:p> <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/335105_victoria-puig-small.jpg" id="img_0" class="imgdcha">Estoy de vuelta en Boston después de pasar dos semanas en Japón, donde he estado estudiando a un pequeño y escurridizo tipo de neuronas denominadas interneuronas. Hasta ahora su estudio había sido muy complicado dado su escaso número en el cerebro (apenas son un 20% del total de neuronas en la corteza cerebral). Pero gracias a los avances en biología molecular de los últimos años, estamos aprendiendo más y más sobre su papel clave en el funcionamiento cerebral. <o:p></o:p> <o:p></o:p> <o:p></o:p> He pasado estas dos semanas en la pequeña ciudad de Okazaki, que está a unos 55 Km de Nagoya, la tercera ciudad nipona más importante después de Tokyo y Osaka. Okazaki es muy conocida en Japón por ser el lugar donde nació Iyeyasu Tokugawa, un samurái archi-famoso que consiguió a costa de guerras y violencia unificar los distintos distritos japoneses para crear el Japón que conocemos hoy en día. Okazaki también es famosa por sus espectaculares y largos fuegos artificiales, que pueden durar hasta 4 horas seguidas. Cientos de turistas japoneses visitan cada año el castillo de Okazaki o atienden a uno de sus festivales. <o:p></o:p> <o:p></o:p> <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vic1b.jpg" id="img_5" class="imgdcha">Quizá algunos de estos turistas reparen en la cantidad de extranjeros occidentales que recorren las calles de Okazaki, veloces en sus bicicletas. Esto les sorprenderá enormemente, ya que en esta región de Japón la presencia de occidentales es muy escasa. La razón es que Okazaki alberga cinco grandes institutos nacionales de investigación: los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (<a href="http://www.nins.jp/english/organization/greeting.html">NINS</a>), que incluyen el Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicas, el Instituto Nacional de Biología Básica, el Instituto de Ciencia Molecular, el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, y el Instituto Nacional de Ciencias de la Fusión.<o:p></o:p> <o:p></o:p> Yo pasé todo el año 2005 realizando una estancia postdoctoral en el Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicas, y ahora he ido un par de semanas a terminar unos experimentos. El laboratorio en el que he estado trabajando está liderado por el profesor Yasuo Kawaguchi, conocido por sus estudios detallados sobre la morfología y la fisiología de los distintos tipos de interneuronas en la corteza cerebral. <o:p></o:p> <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vic2.jpg" id="img_6" class="imgcen"> <o:p></o:p> En el cerebro, sin embargo, la mayoría de neuronas son piramidales y no interneuronas. Las neuronas piramidales conforman el 80% de neuronas. Son excitatorias, es decir, cuando descargan un potencial de acción activan a otras neuronas, y son las neuronas que conectan distintas áreas del cerebro. A diferencia de las neuronas piramidales, las ‘inter-neuronas’ no proyectan a otras zonas del cerebro, su área de acción es muy local, ‘entre neuronas’, y además cuando se activan inhiben a otras neuronas. <o:p></o:p> <o:p></o:p> Existen muchos tipos distintos de interneuronas. Varios laboratorios han realizado un gran esfuerzo en la última década para clasificarlas dependiendo de su morfología, su patrón de descarga o los péptidos que expresan. El resultado es una clasificación confusa y complicada. Y como cada uno de estos subtipos de interneuronas es un porcentaje muy pequeño del total de neuronas, es complicado estudiarlas por separado. En España tenemos a un gran experto en la materia, el Dr. Javier de Felipe del Instituto Cajal de Madrid.<o:p></o:p> <o:p></o:p> <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vic3.jpg" id="img_7" class="imgizqda">Aunque las interneuronas son escasas y en tamaño mucho más pequeñas que las neuronas excitatorias, tienen un papel fundamental en el control de la actividad cerebral. Este control lo realizan a través de las numerosísimas conexiones que tienen con las neuronas piramidales de su alrededor. Las interneuronas son como los pastores del rebaño, siendo el rebaño miles de neuronas piramidales que tienen que coordinarse. <o:p></o:p> <o:p></o:p> <o:p></o:p> <o:p></o:p> En los últimos años se han generado varias líneas de ratones transgénicos que expresan una proteína fluorescente en algún tipo concreto de interneurona. Con estos animales es mucho más fácil identificar a los diferentes subtipos de interneuronas, lo que está provocando un avance brutal en el estudio del papel de las interneuronas en las distintas funciones cerebrales. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/335106_vic4.jpg" id="img_0" class="imgdcha">Por ejemplo, se sospechaba que las neuronas inhibitorias son clave para la generación de oscilaciones cerebrales. Se ha sugerido que las interneuronas están fuertemente conectadas entre ellas formando redes super-sincronizadas que al inhibir simultáneamente miles de neuronas piramidales crean ondas eléctricas que viajan por el cerebro. Aunque estas teorías empezaron a emerger hace 10 años, hemos tenido que esperar hasta el 2009 para ver publicados los primeros datos que apuntan a que son ciertas. En un artículo publicado en <a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19396156?itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum&ordinalpos=1">Nature </a>hace unos meses se mostró por primera vez que manipulando la actividad de un tipo de interneuronas denominadas ‘de descarga rápida’ (o fast-spiking, FS) se alteran las oscilaciones en la frecuencia gamma (30-80 Hz). Esta manipulación se pudo hacer gracias a ratones transgénicos que expresan la ChannelRodopsin (un canal iónico que se activa con luz -ya se comentó <a href="../apuntes-cientificos-desde-el-mit/2008/11/26/mas-hitos-la-neurociencia-encender-y-apagar-neuronas-con-luz">anteriormente </a>en este blog) específicamente en interneuronas fast-spiking.<o:p></o:p> <o:p></o:p> Además, también se ha descrito que la morfología de las neuronas de descarga rápida es aberrante en el cerebro de pacientes esquizofrénicos, que a su vez presentan una reducción de ondas gamma en zonas específicas del cerebro. Esto sugiere que las interneuronas son tan importantes para la función cerebral que la alteración de su morfología o patrón de descarga puede conllevar patologías psiquiátricas severas.<o:p></o:p> <o:p></o:p> Otro ejemplo ilustrativo se ha presentado esta semana en el último número de <a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19907494?itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum&ordinalpos=1">Nature</a>. El grupo de Takao Hensch en Harvard ha revelado el papel esencial de las neuronas fast-spiking en la plasticidad sináptica, el mecanismo por el cual el cerebro cambia su actividad y su cableado durante el proceso de memorización.<o:p></o:p> <meta name="Title" content=""> <meta name="Keywords" content=""> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"> <meta name="ProgId" content="Word.Document"> <meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"> <meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"> <link rel="File-List" href="file://localhost/Users/pere/Library/Caches/TemporaryItems/msoclip1/01/clip_filelist.xml"> Durante mi estancia en Okazaki he hablado con mis compañeros sobre adónde va<o:p></o:p> en estos momentos el estudio de las interneuronas. Según el Dr. Yoshiyuki<o:p></o:p> Kubota, la clave para entender el microcircuito cerebral -las complejas<o:p></o:p> interconexiones entre neuronas piramidales e interneuronas- será la<o:p></o:p> descripción detallada de la morfología de las neuronas a nivel de espinas<o:p></o:p> dendríticas (las protuberancias que salen de las dendritas de las neuronas<o:p></o:p> donde se recibe la información que proviene de otras neuronas; podéis ver un vídeo en un <a href="../apuntes-cientificos-desde-el-mit/2007/12/10/-donde-se-guardan-recuerdos-miquel-bosch">post anterior </a>de Miquel). <o:p></o:p> <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vic5.jpg" id="img_9" class="imgizqda">El Dr. Kubota realiza reconstrucciones 3D de alta resolución de neuronas a partir de rodajas ultrafinas de cerebro, combinando un potente microscopio electrónico con software. <a href="http://www.nips.ac.jp/circuit/neuron-e.html">Aquí </a>podéis ver una neurona fast-spiking y una neurona piramidal reconstruídas en 3D, y varias dendritas neuronales con sus espinas (si clickáis en `Cells` a la izquierda podréis ver más neuronas reconstruídas).<o:p></o:p> <o:p></o:p> Durante mi estancia en Okazaki además de empaparme de ciencia también me he dado un baño en la cultura japonesa… de nuevo. A algunas cosas ya estoy acostumbrada: a tener que dejar los zapatos en la entrada del edificio y llevar zapatillas todo el día en el laboratorio, a comer arroz cada día, a la formalidad con la que se trata la gente, o al silencio que se respira por todas partes (reconozco que todo esto me resulta agradable). Pero luego está el problema del inglés. El nivel de inglés es muy bajo y la comunicación a veces puede ser complicada. A lo que no me acostumbraré nunca es a las interminables discusiones sin sentido. Los japoneses con los que he trabajado son capaces de pasarse un cuarto de hora discutiendo una tontería, discuten hasta el más mínimo detalle de todo, a veces de forma desesperante. <o:p></o:p> <o:p></o:p> La consecuencia de tanta meticulosidad: ciencia de gran calidad… pero mucho menos productiva de lo que debería. <o:p></o:p> <o:p></o:p> Vicky Puig<o:p></o:p>

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1 Interneuronas: inhibición a la japonesa

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8048 <meta name="Title" content=""> <meta name="Keywords" content=""> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"> <meta name="ProgId" content="Word.Document"> <meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"> <meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"> <link rel="File-List" href="file://localhost/Users/pere/Library/Caches/TemporaryItems/msoclip1/01/clip_filelist.xml"> - Texto escrito por Victoria Puig, neurocientífica e investigadora del Picower Institute (MIT) -<o:p></o:p> <o:p></o:p> <div style="text-align: left;"><img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/328647_victoria-puig-small.jpg" id="img_0" class="imgdcha"> <meta name="Title" content=""> <meta name="Keywords" content=""> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"> <meta name="ProgId" content="Word.Document"> <meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"> <meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"> <link rel="File-List" href="file://localhost/Users/pere/Library/Caches/TemporaryItems/msoclip1/01/clip_filelist.xml"> La vida del científico es intensa. Viajes frecuentes, conferencias interminables, muchas horas en el laboratorio devanándote los sesos... ¿Cómo podemos aguantar este ritmo? Pues en mi caso con mi botiquín particular: pastilla para la jaqueca, tranquilizante en los viajes de avión, pastilla para que no me tiemblen la voz y las manos en las conferencias, pastilla para el jet lag… y cafeína, mucha cafeína. Lo cierto es que estamos acostumbrados a tomar todo tipo de estimulantes y calmantes para engañar a nuestra mente. Pero ¿qué hacen todos estos fármacos en nuestro cerebro? ¿Son seguros?<o:p></o:p> </div> <o:p></o:p> Smart Drugs<o:p></o:p> Muchos de nosotros nunca tenemos suficiente memoria, concentración y horas para realizar todo lo que pretendemos hacer. Los estimulantes cognitivos o ‘smart drugs’, son fármacos que alteran la actividad del cerebro potenciando nuestras capacidades mentales cuando se necesita una ayudita extra. Existen varios tipos de potenciadores cognitivos en el mercado, y su utilización se ha disparado en los últimos años. En estos momentos los estimulantes más utilizados son los siguientes: <o:p></o:p> <o:p></o:p> <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/328646_v1b.jpg" id="img_0" class="imgdcha">Cafeína<o:p></o:p> Se encuentra en altos niveles tanto en el café como en el té. La cafeína inhibe a una fosfodiesterasa, lo que induce vasodilatación. Se conocen bien sus efectos anti-somnolencia y sus efectos secundarios, que afectan a los sistemas cardiovascular (palpitaciones), respiratorio y gastrointestinal (laxante). <o:p></o:p> <o:p></o:p> Anfetaminas <o:p></o:p> Adderall y Ritalin son las más populares. Se prescriben comúnmente a pacientes con trastorno por déficit de atención con hiperactividad. Aumentan los niveles de dos neurotransmisores esenciales para la concentración y la memoria: la dopamina y la noradrenalina, pero se desconoce el mecanismo exacto. Tienen serios efectos secundarios: alucinaciones, anorexia, problemas del corazón y adicción. Son inmensamente populares entre los universitarios americanos (se estima que en algunas universidades americanas hasta un 20% las consumen regularmente). Los estudiantes consiguen los medicamentos de forma ilegal, a pesar de que en Estados Unidos el tráfico de estos medicamentos puede conllevar penas de cárcel.<o:p></o:p> Modafinil (Provigil)<o:p></o:p> <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/v2b.jpg" id="img_1" class="imgizqda">Es el potenciador cognitivo de última generación, y el que está de moda. También aumenta los niveles de dopamina y noradrenalina en el cerebro, pero al mismo tiempo afecta al sistema glutamatérgico, el neurotransmisor más utilizado por las neuronas. Se utiliza ampliamente para tratar la narcolepsia, un desorden grave del sueño, y se ha demostrado que ayuda en el habla, la planificación, la concentración y la memoria. Está todavía poco estudiado, y de momento no se han detectado efectos secundarios serios.<o:p></o:p> <o:p></o:p> Además de estos compuestos, existen muchos otros que de una u otra forma mejoran las capacidades mentales. Un caso curioso es la nicotina de los cigarrillos, que ayuda en la concentración. Podéis encontrar una lista detallada <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Nootropicos">aquí</a>. <o:p></o:p> <o:p></o:p> ¿Qué estimulantes cognitivos funcionan mejor: fármacos, entrenamiento cerebral, dieta, meditación o ejercicio?<o:p></o:p> Fármacos<o:p></o:p> ¿Son las anfetaminas y el modafinil realmente mejores que la cafeína? Varios estudios han sugerido que no. Además, se conocen poco los efectos a largo plazo de las ‘smart drugs’. Si además tenemos en cuenta los efectos secundarios conocidos y por conocer, la consumición de estos fármacos no es demasiado segura. <o:p></o:p> <o:p></o:p> Entrenamiento Cerebral<o:p></o:p> Recientemente ha habido un ‘boom’ de productos informáticos que prometen mejorar las funciones cognitivas. ¿Quién no ha oído hablar de maquinitas para hacer sudokus o crucigramas en el metro? Hasta Nintendo y la Wii tienen aplicaciones para el ejercicio cerebral. El mercado del ‘brain fitness’ es muy importante actualmente, y sólo en 2007 generó 227 millones de dólares en Estados Unidos. Pero ¿qué ciencia hay detrás de todo esto? La evidencia de que el entrenamiento cerebral realmente funciona es muy limitada en este momento. Un estudio reciente realizado con personas de edad avanzada mostró que el entrenamiento no mejoró sus capacidades cognitivas, pero redujo el deterioramiento asociado con la edad. Otro estudio con niños con desórdenes en la atención mostró beneficios a nivel cognitivo. Sin embargo, no se conoce si esta mejora puede generalizarse a otras personas. Existe un grupo de científicos especialmente crítico con el entrenamiento cerebral, argumentando que hacer sudokus todo el día mejorará únicamente las capacidades cognitivas requeridas para esa tarea, es decir, que harás cada vez mejor los sudokus, pero que eso no tiene por qué beneficiar a otros aspectos de tu vida mental.<o:p></o:p> <o:p></o:p> Dieta<o:p></o:p> Los suplementos nutricionales son también muy populares. Por ejemplo, se ha propuesto que las vitaminas B6 y E, así como otros compuestos (B12, folato, neuroesteroides), potencian la memoria. Lo cierto es que todos estos suplementos nutricionales se han estudiado muy poco y de forma poco rigurosa. Por lo tanto no está probado que realmente ayuden a las capacidades mentales.<o:p></o:p> <o:p></o:p> Meditación <o:p></o:p> La meditación, al igual que los suplementos nutricionales, es otra técnica moderna ‘curalotodo’. De momento no hay evidencias científicas que demuestren que meditar beneficie a las funciones cognitivas. Pero hay varias investigaciones en curso en estos momentos, y habrá que esperar a las conclusiones. De todas formas, hacer meditación no puede más que aportar cosas positivas a tu cuerpo. Al menos te ayudará a reducir el estrés.<o:p></o:p> <o:p></o:p> Ejercicio<o:p></o:p> Numerosos estudios han demostrado que realizar ejercicio es beneficioso para la salud mental, ya seas joven o mayor, estés en forma o sufras una enfermedad neurodegenerativa. Se ha demostrado que el ejercicio mejora especialmente funciones complejas como la memoria de trabajo o la planificación de tareas. También se ha demostrado que el ejercicio promueve el crecimiento de neuronas en el hipocampo, un área cerebral importante para la memoria y el aprendizaje. <o:p></o:p> <o:p></o:p> En conclusión, parece que el ejercicio sigue siendo la mejor terapia para estimular tu mente. Pero esto puede cambiar en el futuro, ya que numerosas compañías farmacéuticas tienen varios fármacos en estudios clínicos que saldrán al mercado en los próximos años. <o:p></o:p> <o:p></o:p> Pequeños, peludos… y listos<o:p></o:p> <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/v3.jpg" id="img_4" class="imgdcha">Por supuesto, todos los estimulantes cognitivos explicados anteriormente (con excepción de la meditación, seguramente) se han probado en animales antes de realizar los estudios clínicos con personas. Pero en la última década se ha dado un paso más con la generación de líneas transgénicas de ratones. Gracias a la ingeniería genética podemos diseñar ratones con funciones neuronales alteradas y estudiar si son más o menos inteligentes al realizar una batería de tareas que miden sus capacidades cognitivas. En estos momentos existen varias líneas de ratones que aprenden y memorizan mejor que los ratones normales. El problema reside en que algunos de estos ratones tienen problemas secundarios indeseables, como un aumento en la sensibilidad al dolor, aumento del miedo o problemas para olvidar cosas irrelevantes. Esto último es especialmente interesante: parece que el hecho de memorizar cosas con demasiada precisión interfiere con la habilidad de generalizar, de pensar de forma abstracta, y hace que los ratones tengan problemas para generar la estrategia necesaria para resolver la tarea. En cualquier caso, las investigaciones en ratones son importantes para comprender cómo funciona nuestra mente, y probablemente nos ayudarán a entender las bases moleculares de nuestra inteligencia. <o:p></o:p> <o:p></o:p> Peligros relacionados con los estimulantes cognitivos<o:p></o:p> Está claro que los estimulantes mentales pueden ayudarnos enormemente en nuestra vida diaria. Pero su utilización indiscriminada está creando una gran polémica médica, ética y hasta filosófica.<o:p></o:p> <o:p></o:p> En primer lugar por su dudosa seguridad. Es importante tener en cuenta que los potenciadores cognitivos tienen como diana al órgano más complejo y desconocido del cuerpo humano. Todavía hay pocos estudios que hayan analizado con rigor los efectos secundarios de los fármacos estimulantes tanto en pacientes como en personas sanas. Otro problema adicional es su prescripción a niños. No sabemos cómo los fármacos pueden afectar al desarrollo de sus cerebros a largo plazo, algo que por sí ya genera un conflicto ético. <o:p></o:p> <o:p></o:p> Otro problema importante es la limitación de la libertad. Existen muchas personas forzadas a tomar medicación, lo que claramente restringe su libertad. Estas personas son, por ejemplo, niños, soldados y pacientes que son un peligro para sí mismos y para otros. En muchos países los soldados toman anfetaminas y modafinil para potenciar su estado de alerta. De hecho, en Estados Unidos los soldados están obligados por ley a tomar esta medicación si se les ordena. Por razones similares, es fácil imaginar un mundo en el que algunas empresas obliguen a sus trabajadores a tomar estimulantes. Un ejemplo hipotético sería un fármaco que permitiera a los cirujanos salvar a más pacientes. ¿Sería ético obligar a los cirujanos a tomar estos medicamentos antes de cirugías complicadas?<o:p></o:p> En cuanto a los niños, están al amparo de las decisiones que toman sus padres. De hecho, ya que la estimulación cognitiva en forma de educación en el colegio es obligatoria para todos los niños, ¿deberían los colegios exigir potenciación cognitiva a sus alumnos? <o:p></o:p> <o:p></o:p> Otro problema grave es que los estimulantes de la mente pueden poner en peligro la justicia del sistema. El hecho de que algunos alumnos tomen estimulantes cognitivos y otros no lo hagan hace pensar si el examen en sí mismo es justo. Es como si en un examen en la universidad se permitiera a algunos alumnos tener una calculadora y a otros no. De hecho, es muy parecido al caso de dopaje en los atletas, que sí es ilegal. Por otro lado, si los estimulantes cognitivos son caros, sólo los alumnos ricos podrán comprarlos, aumentando aún más las ventajas que tienen con respecto al resto. ¿Debemos prohibir que los alumnos tomen estos fármacos para que los exámenes sean más justos?<o:p></o:p> <o:p></o:p> Los estimulantes de la mente se prescriben a miles de personas con déficit cognitivo, pero también los toman miles de personas sanas de forma indiscriminada. De hecho, existe la denominada ‘psiquiatría cosmética’, personas sanas que toman fármacos (como el antidepresivo Prozac) para ‘sentirse mejor’. Estos tratamientos son muy populares en mujeres de edad avanzada. ¿Pero son realmente necesarios? Del mismo modo, ¿no sería recomendable reducir la cantidad de estrés en nuestras vidas y la carga imposible de trabajo a nuestras espaldas? ¿Y qué hay de nuestro espíritu de superación, de conseguir nuestros objetivos con esfuerzo? El tener fácilmente a nuestro abasto estas ‘ayudas cognitivas’ puede afectar a nuestra forma de ver el mundo y cambiar a nuestra sociedad de manera muy profunda.<o:p></o:p> Vicky Puig<o:p></o:p>

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1 Fármacos para mejorar tu inteligencia

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1 Los recuerdos viajan de un lado a otro de tu cerebro

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8048 <div style="text-align: center;"><img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/victoria-puig-small.jpg" id="img_0" class="imgdcha"> Texto escrito por Victoria Puig, investigadora del Picower Institute (MIT)</div> APRENDIZAJE A ALTA VELOCIDAD EN EL SOFTWARE CEREBRAL por Vicky Puig Se dice que el hombre es el único animal capaz de tropezar dos veces con la misma piedra. Lo que esta expresión viene a decir es que nos cuesta aprender de nuestros errores, en los que algunos de nosotros reincidimos una y otra vez. Pues bien, <a href="http://www.ekmiller.org/" title="http://www.ekmiller.org/" id="link_1">nuestro laboratorio en el MIT</a> ha publicado recientemente un <a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19640482?ordinalpos=1&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DefaultReportPanel.Pubmed_RVDocSum" title="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19640482?ordinalpos=1&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DefaultReportPanel.Pubmed_RVDocSum" id="link_2">artículo donde se describe el mecanismo neuronal</a> que podría explicar este fenómeno tan común. La prensa se ha hecho eco de este descubrimiento, incluido El País, que publicaba hace un par de días <a href="http://www.elpais.com/articulo/sociedad/celulas/cerebro/aprenden/aciertos/errores/elpepusoc/20090731elpepisoc_8/Tes" title="http://www.elpais.com/articulo/sociedad/celulas/cerebro/aprenden/aciertos/errores/elpepusoc/20090731elpepisoc_8/Tes" id="link_0">un artículo al respecto</a>. Simplificando mucho, el estudio muestra cómo neuronas de ciertas áreas cerebrales aprenden de la experiencia sólo cuando hemos hecho algo correctamente y no cuando hacemos algo mal. Las neuronas son capaces de recordar si una acción reciente recibió una compensación y utilizar esa información para decidir qué hacer en el presente, mientras que si cometemos una equivocación no hay consecuencias inmediatas a nivel neuronal. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vicky-3-1.jpg" id="img_3" class="imgizqda">A continuación os explico cómo se realizó el estudio. Se entrenó a dos monos a aprender asociaciones entre imágenes y movimientos con los ojos. Las imágenes se presentaban en el centro de la pantalla del ordenador (Cue), tras lo cual los animales tenían un segundo para recordar la asociación (Delay). Los movimientos de los ojos debían dirigirse a un punto a la derecha o a la izquierda de la pantalla (Response). Por ejemplo, cuando aparecía la imagen de arriba debían mirar al punto de la derecha y cuando aparecía la imagen de abajo debían mirar al punto de la izquierda. Cada una de las imágenes se presentaba un 50% de las veces de forma aleatoria. Los animales aprendieron las asociaciones por prueba y error repitiendo cientos de veces la misma tarea (de hecho todavía lo hacen cada día en el laboratorio): cuando el movimiento de los ojos era el correcto recibían zumo, pero cuando el movimiento era el incorrecto no recibían nada. Mientras los monos aprendían las asociaciones mis compañeros registraban neuronas en dos áreas del cerebro que se sabe que son esenciales para el aprendizaje: la corteza prefrontal y el núcleo caudado. Se observó que algunas neuronas disparaban más rápidamente cuando la prueba se completaba con éxito en comparación a cuando la prueba se realizaba incorrectamente. Hasta ahora se sospechaba que la distinta actividad relacionada con el premio o la ausencia de premio era fundamental para el proceso de aprendizaje, pero no se conocía el mecanismo. Este nuevo trabajo propone un mecanismo celular que explica el aprendizaje a corto plazo (de segundos a minutos). Hasta ahora se habían propuesto dos modelos para explicar las bases neuronales del aprendizaje: 1) la actividad neuronal relacionada con el premio induce un cambio rápido del cableado neuronal reforzando las conexiones sinápticas entre las neuronas, y 2) la actividad neuronal asociada con el premio se mantiene de alguna forma en las redes de neuronas en forma de potenciales de acción, posiblemente sincronizados. Los dos modelos no son excluyentes y es muy probable que coexistan en el cerebro, pero todavía no se ha podido demostrar. Para los neurocientíficos estos dos mecanismos tienen bases fundamentalmente distintas: en un modelo la memoria se guarda físicamente (se cambia el hardware), mientras que en el otro la memoria se ‘mantiene’ en forma de actividad (se cambia sólo el software). Una importante diferencia entre estos dos modelos es que los cambios físicos en el cerebro necesitan minutos para producirse -y en muchos casos horas- porque requieren la síntesis de proteínas, mientras que el mantener la actividad en redes neuronales permitiría una memorización inmediata. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vick-3-2.jpg" id="img_4" class="imgdcha">Este nuevo trabajo confirma que durante los primeros segundos del proceso de aprendizaje el cerebro memoriza utilizando el software, sin descartar que ocurran cambios en el hardware a más largo plazo. Los resultados han aparecido tras el análisis detallado de la actividad neuronal relacionada con el premio. Cuando los monos recibieron el zumo la actividad de algunas de sus neuronas aumentó y se mantuvo elevada durante muchos segundos, el tiempo suficiente para influenciar la actividad de la prueba siguiente. Además, inmediatamente después de una respuesta acertada, las neuronas procesaron la información de modo más preciso y efectivo en comparación a si la respuesta anterior estaba equivocada. Es como si tomáramos una instantánea del cerebro aprendiendo, donde las neuronas van aumentando y refinando poco a poco su actividad (prueba correcta tras prueba correcta) para codificar el aprendizaje. Estos resultados sugieren que para recordar algo durante unos segundos o minutos no es necesario cambiar las conexiones físicas entre las neuronas. Sorprendentemente, los cambios en la actividad neuronal comentados arriba no ocurrieron cuando los monos cometían un error y no recibían el zumo. Básicamente, los errores apenas indujeron algún cambio a nivel neuronal, y no ayudaron a mejorar el aprendizaje de los animales. Esto sugiere que los monos aprendieron más de los aciertos que de los errores. Es esencial dejar claro que estamos hablando de puro aprendizaje de asociaciones abstractas, donde un acierto implica un premio y un error implica la ausencia de un premio y no un castigo. Está bien demostrado que cuando un error conlleva un acto desagradable o repulsivo sí existe aprendizaje a nivel neuronal. Este estudio aporta ideas valiosas para empezar a entender por qué algunas personas somos propensas a tropezar con las mismas piedras reiteradamente. Aún más importante es que estos resultados nos ayudan a conocer mejor los mecanismos esenciales del aprendizaje y sugieren que la memoria a corto plazo puede mantenerse en el software sin necesitar cambios en el hardware cerebral. Reconozco que este post puede ser dificilillo de entender. El aprendizaje y la memoria son fenómenos extremadamente complejos, y es difícil explicarlos mediante mecanismos simples. Sobretodo porque los mismos científicos no comprendemos aún las reglas básicas del juego. Por favor, no dudéis en preguntarme todo lo que no os ha quedado claro. <div style="text-align: right;">Vicky Puig </div>

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por-tropezamos-dos-veces-con-misma-piedra

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1 Por qué tropezamos dos veces con la misma piedra

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8048 <div style="text-align: center;"><img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/miquel-small.jpg" id="img_1" class="imgdcha">Texto escrito por Miquel Bosch, investigador del Picower Institute (MIT)</div> LOS SUEÑOS DE LAS ESPONJAS DE MAR”, por Miquel Bosch Reconozco que a menudo a los neurocientíficos se nos va un poco la mano con esto del prefijo “neuro-“. Lo ponemos en todas partes: que si neuroeconomía, neuroética, neuromarketing, neuropolítica… En fin, una exageración total. Dicho esto, y con vuestro permiso, voy a introducir una nueva palabra: neuroevolución. ¿Es posible conocer el proceso evolutivo que ha seguido nuestro cerebro desde el origen del sistema nervioso? ¿Existen huellas o fósiles de cómo eran nuestros circuitos neuronales hace 100 millones de años? <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/mik-1-1.jpg" id="img_0" class="imgizqda">A partir de las marcas y formas de cráneos fosilizados podemos deducir ciertas características del cerebro que contuvieron en su momento, como <a href="http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WJS-45F4X5R-1N&_user=501045&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000022659&_version=1&_urlVersion=0&_userid=501045&md5=bd9befd5a46b86d3cde6fdeefc6e485b" title="http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WJS-45F4X5R-1N&_user=501045&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000022659&_version=1&_urlVersion=0&_userid=501045&md5=bd9befd5a46b86d3cde6fdeefc6e485b" id="link_0">por ejemplo</a>, que un tipo de Australopithecus tenía una parte de su lóbulo frontal más puntiagudo y por tanto más capacidad de abstracción y decisión que otro homínido de su misma época. Pero poca cosa más se puede decir. ¿Cómo podemos saber cuándo aparecieron los circuitos neurales que nos hacen humanos, como los que permiten el lenguaje o la planificación del futuro? O yendo aún más atrás… ¿Cuándo apareció la corteza cerebral? ¿Y las propias neuronas? ¿Cuándo se empezaron a comunicar entre ellas? Neurogenómica comparativa Solemos imaginarnos a los expertos en evolución como personas curtidas por el sol desenterrando, cepillo en mano, rocas en forma de hueso de algún yacimiento lleno de polvo en Oriente Medio. Pero los hay que trabajan exclusivamente delante de una pantalla de ordenador -puede que también cubierta de polvo- observando pacientemente fósiles tales como este: ATGAACGGTACCGAAGGCCC… En realidad tenemos un montón de yacimientos dentro de cada uno de nosotros. Nuestro ADN está repleto de genes inactivos y olvidados, de mutaciones fosilizadas de nuestros antepasados más lejanos. Cada una de las células de nuestro cuerpo lleva inscrito en su genoma la historia de nuestra especie. Podemos hallar cicatrices de las batallas luchadas contra los virus o las soluciones que desarrollamos ante los múltiples cambios climáticos que hemos sufrido. Solo se necesita un pico y un cepillo (en este caso una pipeta y un tubo de ensayo) para desenterrar esa cantidad enorme de información. Eso es precisamente a lo que se dedica la <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Genomica_comparativa" title="http://es.wikipedia.org/wiki/Genomica_comparativa" id="link_0">genómica comparativa</a> , una rama de la biología que está causando una auténtica revolución en el campo de la paleontología. Comparando las secuencias de los genes de diferentes especies podemos saber cuándo se bifurcaron sus historias evolutivas o cuándo se inventó una determinada habilidad, como el lenguaje, la visión en colores, los pelos, la respiración o los contactos sinápticos. ¿Sueñan las esponjas de mar con ovejas porosas? <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/mik-1-2.jpg" id="img_2" class="imgdcha"> La respuesta es… “No!”. Las <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Esponjas" title="http://es.wikipedia.org/wiki/Esponjas" id="link_1">esponjas</a> -y me refiero a las poríferas, esos animales tremendamente simples y amorfos que viven en el lecho marino- no pueden soñar porque carecen por completo de tejido nervioso, neuronas, alma o cualquier sistema de control central. Por no tener, no tienen ningún órgano o tejido especializado. Son básicamente agregaciones de células que filtran el agua para retener los nutrientes que flotan en ella. Por eso mi sorpresa fue mayúscula cuando, descuidadamente, me colé en la conferencia que <a href="http://www.lifesci.ucsb.edu/mcdb/faculty/kosik/" title="http://www.lifesci.ucsb.edu/mcdb/faculty/kosik/" id="link_2">Kenneth Kosik</a> vino a darnos al MIT. Comentaba, visiblemente entusiasmado, que cuando se mudó de Harvard a la Universidad de California decidió hacer realidad uno de sus sueños científicos: dedicarse a buscar los orígenes evolutivos del sistema nervioso. Y no se le ocurrió otra cosa que buscarlos en los únicos animales que no disponen de él, las esponjas de mar. Mediante las potentes técnicas bioinformáticas que ofrece la genómica comparativa, un estudiante de su laboratorio llamado <a href="http://www.lifesci.ucsb.edu/mcdb/labs/kosik/onur.htm" title="http://www.lifesci.ucsb.edu/mcdb/labs/kosik/onur.htm" id="link_3">Onur Sakarya</a> hizo un <a href="http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0000506" title="http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0000506" id="link_4">descubrimiento</a> asombroso: Encontró que la esponja Amphimedon queenslandica, uno de los animales más antiguos y más tontos que podemos encontrar por estos mares, poseía en su genoma prácticamente todas la piezas necesarias para construir las mismas sinapsis que encontramos en el cerebro humano. Pero, ¿para que querrán las esponjas todos esos genes y proteínas sinápticas? <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/mik-1-3.jpg" id="img_3" class="imgizqda">Las <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Synapse" title="http://en.wikipedia.org/wiki/Synapse" id="link_6">sinapsis</a> son, sin lugar a dudas, la clave del funcionamiento del cerebro. Son los puntos de contacto entre las neuronas, allí es donde se comunican, donde se envían mensajes químicos en forma de neurotransmisor. También es allí donde se almacena la memoria, ya que cada uno de los cien billones de sinapsis que tenemos en nuestro cerebro puede cambiar de forma independiente, bien potenciándose, bien debilitándose, grabando así la información que reciben del mundo exterior o de nuestros propios pensamientos interiores. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/mik-1-4.jpg" id="img_4" class="imgdcha">En las sinapsis encontramos una maquinaria muy especializada, llamada “<a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Postsynaptic_density" title="http://en.wikipedia.org/wiki/Postsynaptic_density" id="link_5">densidad postsináptica</a> ”, hecha de centenares de diferentes proteínas, cada una colocada en un lugar muy concreto, cada una con un trabajo muy definido que hacer. Forman un andamiaje fuerte pero maleable, que cambia constantemente a medida que aprendemos. Siempre había pensado que debe de haber costado muchos millones de años de dura selección natural para llegar a este diseño tan inteligente y tan eficaz. Pero resulta que toda esa maquinaria ya ha estado allí desde los mismos orígenes del reino animal. Las esponjas, de las que los humanos nos desviamos evolutivamente hace unos 600 millones de años, ya tienen y tenían entonces la gran mayoría de estos ladrillos moleculares (en azul en la siguiente figura) que constituyen una típica densidad postsináptica humana. Únicamente les faltan unas pocas piezas, como los receptores de glutamato -las “orejas” que reciben los mensajes- (en amarillo en la figura), que no surgirán hasta unos millones de años más tarde con las medusas y las anémonas, y unos pocos elementos proteicos aún más modernos (en verde y rojo) que actúan como pegamento final para unir todas las piezas del puzzle. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/mik-1-5.jpg" id="img_5" class="imgcen"> En realidad no se sabe qué hacen esas proteínas en las esponjas, pero se sospecha que podrían agruparse para crear proto-conexiones en las larvas, que poseen cierta capacidad de recibir señales del exterior. Otra explicación alternativa es que las esponjas sean, en realidad, reliquias degeneradas de ancestros más evolucionados, y que en algún triste momento de la evolución perdieron su sistema nervioso y se apalancaron en el fondo del mar a vivir una existencia mucho menos estresante. Los dominios de las proteínas La lección que podemos aprender del trabajo de Kosik es que la vida evoluciona y soluciona sus problemas reciclando, reutilizando y combinando las piezas que ya tiene. Este fenómeno se conoce como <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Exaptacion" title="http://es.wikipedia.org/wiki/Exaptacion" id="link_7">exaptación</a> : aprovechar inventos existentes, viejas estructuras, y reutilizarlas para una función completamente nueva. Otro <a href="http://www.jstor.org/pss/2400563" title="http://www.jstor.org/pss/2400563" id="link_0">ejemplo clásico</a> son las plumas de las aves, que en su día fueron una invención de los dinosaurios para regular su temperatura corporal. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/protein-domains-small.jpg" id="img_2" class="imgizqda">¿Y cómo se hace esto a nivel molecular? Simplificando un poco, podemos decir que un gen posee la información para fabricar una proteína, y cada proteína realiza un trabajo concreto en la célula. Pero las proteínas suelen estar formadas a su vez por <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_de_las_prote%C3%ADnas" title="http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_de_las_proteínas" id="link_8">dominios proteicos</a> , es decir, fragmentos estructuralmente compactos, cada uno con una habilidad única. La función final de esa proteína será la suma <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/mik-1-8.jpg" id="img_8" class="imgdcha">de las habilidades de sus dominios. Viendo las proteínas como estructuras con piezas intercambiables (como la cabeza de Mr. Potato®, o como un puzzle, Tetris®, Lego®, Tente®, Mecano®…), podemos hacernos una idea de cómo trabaja la evolución. Recombinando estos dominios se pueden crear una infinidad de nuevas proteínas con propiedades inéditas, y a partir de ahí, funciones, órganos y especies completamente nuevas. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/mik-1-9.jpg" id="img_9" class="imgizqda">De entre los dominios más famosos, hay uno denominado <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/PDZ_%28biology%29" title="http://en.wikipedia.org/wiki/PDZ_(biology)" id="link_11">PDZ</a> que actúa como el Velcro®. Une selectivamente unas proteínas con otras y es crucial para mantener las sinapsis correctamente ensambladas. Los colegas de Kosik descubrieron que la similitud molecular entre los PDZ humanos y los de la esponja era de más del 90%. Es decir, el diseño básico no ha cambiado mucho en los últimos 600 millones de años. Y es que, en el fondo, si nos ponemos las gafas de bioquímico y comparamos detenidamente los mecanismos moleculares que permiten a los humanos reflexionar sobre el origen del universo o inventar robots que paseen por Marte… y los mecanismos que les permiten a las esponjas llevar su apacible y so-porífera vida en el fondo del mar…pues, la verdad, no hay tanta diferencia. <div style="text-align: right;">Miquel Bosch</div>

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1 Neuroevolución

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8048 <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/282384_vicky-miquel-together.jpg" id="img_0" class="imgdcha">Vicky y Miquel son dos neurocientíficos que realizan su investigación post-doctoral en el Picower Institute del Massachussets Institute of Technology (MIT) de Boston. Hace ya un tiempo <a href="../apuntes-cientificos-desde-el-mit/2007/12/10/-donde-se-guardan-recuerdos-miquel-bosch" title="http://lacomunidad.elpais.com/apuntes-cientificos-desde-el-mit/2007/12/10/-donde-se-guardan-recuerdos-miquel-bosch" id="link_1">Miquel Bosch nos contó cómo intenta averiguar dónde guardamos los recuerdos </a> y la manera en que se consolida la memoria. Meses después, <a href="../apuntes-cientificos-desde-el-mit/2008/12/14/por-los-macacos-navegan-internet-y-nosotros-si-por" title="http://lacomunidad.elpais.com/apuntes-cientificos-desde-el-mit/2008/12/14/por-los-macacos-navegan-internet-y-nosotros-si-por" id="link_0">Victoria Puig nos explicó sus estudios con macacos</a> destinados a entender cómo su corteza cerebral aprende a realizar tareas complejas. Desde hoy mismo, son los nuevos fichajes de este blog y alimentarán periódicamente la sección “Apuntes neurocientíficos desde el MIT”, donde revisarán desde su perspectiva científica pero de manera amena los últimos avances en la comprensión de este cerebro que nos hace humanos. ¡Bienvenidos! Inaugura los "Apuntes Neurocientíficos", Vicky. MONOS TRANSGÉNICOS: ¿EL LÍMITE DE LA ÉTICA CIENTÍFICA? Por Vicky Puig Empezamos la sección con un descubrimiento que está revolucionando a la comunidad científica: la creación por primera vez de una familia de monos transgénicos. Los <a href="http://aportes.educ.ar/biologia/nucleo-teorico/influencia-de-las-tic/manipulacion-y-reprogramacion-de-genes/animales_transgenicos.php" title="http://aportes.educ.ar/biologia/nucleo-teorico/influencia-de-las-tic/manipulacion-y-reprogramacion-de-genes/animales_transgenicos.php" id="link_0">animales transgénicos</a> son animales a los que se les ha introducido material genético que no pertenece a su especie. Hasta ahora se ha conseguido generar linajes de animales transgénicos de muchas especies: ratones, ratas, perros, gatos, conejos, ovejas… y ahora monos, en los que el gen introducido o transgen se pasa de generación en generación. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vicky-2-1.jpg" id="img_0" class="imgizqda">El estudio se ha publicado recientemente en la revista <a href="http://www.nature.com/nature/journal/v459/n7246/full/nature08090.html" title="http://www.nature.com/nature/journal/v459/n7246/full/nature08090.html" id="link_2">Nature</a> (Mayo de 2009). El laboratorio, de origen japonés, ha conseguido que una generación de monos tití pase el gen de una proteína verde fluorescente procedente de una medusa (la <a href="http://www.conncoll.edu/ccacad/zimmer/GFP-ww/GFP-1.htm" title="http://www.conncoll.edu/ccacad/zimmer/GFP-ww/GFP-1.htm" id="link_1">GFP</a> de ‘green fluorescent protein’) a su descendencia. Esto significa que la diferencia entre estos monos transgénicos y los normales es que los primeros son ‘verdes’ cuando se iluminan bajo luz ultravioleta, algo que de momento no es de mucha utilidad. La idea es que en el futuro se puedan crear familias de monos con genes de enfermedades como el Parkinson o la esclerosis múltiple para ayudar en el entendimiento y tratamiento de estos males. Este trabajo no está exento de polémica debido a sus implicaciones éticas, ya que si se continúa desarrollando esta técnica será posible crear seres humanos transgénicos muy pronto. La utilización de animales genéticamente modificados es fundamental para la Biología y la Biomedicina en general, pero este descubrimiento puede ayudar especialmente a avanzar en la comprensión de cómo funciona el cerebro. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vicky-monos-small.jpg" id="img_0" class="imgdcha">En la actualidad existen muchos animales genéticamente modificados que se utilizan como modelo de enfermedades psiquiátricas y neurodegenerativas como el autismo, la esquizofrenia o el Alzheimer. La mayoría son familias de ratones a las que les han quitado un gen importante para el funcionamiento normal de las células, o en las que han introducido un gen con mutaciones específicas detectadas en familias humanas. Se utilizan preferentemente ratones, y no otras especies, porque los ratones son pequeños y fáciles de manejar, se reproducen muy rápido, y su anatomía y fisiología se conoce muy bien. La experimentación con estos animales pretende comprender mejor las causas que generan las enfermedades y permite probar posibles terapias. En el siguiente par de videos (clicar en <a href="http://web.mit.edu/paged/www/MITWebsite/web-content/index.html" title="http://web.mit.edu/paged/www/MITWebsite/web-content/index.html" id="link_3">Behavior</a> a la derecha) podréis ver un modelo de ratón con <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Autismo" title="http://es.wikipedia.org/wiki/Autismo" id="link_4">autismo</a> , una patología grave provocada por deficiencias en el desarrollo del cerebro que se manifiesta por desinterés por el entorno social y que incluye una deficiencia severa en el habla. En los videos se muestran dos cubículos con dos ratones cada uno. Uno de los ratones está confinado en una cámara circular y el otro, que puede moverse libremente, puede decidir si interaccionar con él o no. En el cubículo de la izquierda hay dos ratones normales, y el que está libre, siguiendo el comportamiento natural de los ratones, va inmediatamente a socializarse con el otro. En el cubículo de la derecha, sin embargo, el ratón libre tiene inactivado el gen Pten, un gen candidato a estar involucrado en el autismo. Este ratón, aunque se mueve por el cubículo, prefiere no interaccionar con el ratón en la cámara circular, lo que indica poco interés en socializarse. Estos experimentos dan mucho que pensar porque demuestran claramente que nuestro comportamiento depende, al menos en parte, de los genes que hemos heredado: en este caso, la alteración de un solo gen es capaz de afectar el nivel de socialización del animal. La limitación de estos modelos es que normalmente los animales genéticamente modificados sólo muestran algún aspecto concreto de las enfermedades, y eso es debido a que la mayoría de enfermedades mentales están causadas por la alteración de muchos genes a la vez, además de otras causas no genéticas. De hecho, crear un ratón verdaderamente ‘autista’ o ‘esquizofrénico’ es imposible, porque muchas de las deficiencias de los pacientes se dan en propiedades cognitivas inherentes al ser humano difíciles de reproducir en otros animales (en el modelo anterior de autismo, por ejemplo, no podemos estudiar deficiencias en el lenguaje). Está claro que los monos transgénicos podrían ser un modelo muchísimo mejor. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vicky-2-3.jpg" id="img_2" class="imgdcha">La comunidad científica está haciendo un gran esfuerzo para crear modelos de enfermedades mentales en monos. Ahora hace un año, se crearon monos transgénicos con el gen de la enfermedad de <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Enfermedad_de_Huntington" title="http://es.wikipedia.org/wiki/Enfermedad_de_Huntington" id="link_0">Huntington.</a> Se optó por crear estos monos porque el Huntington es una de las poquísimas enfermedades del cerebro producidas por la alteración de un solo gen, el de la proteína huntingtina. El problema es que aunque estos monos tienen incorporado el gen humano mutado no pueden pasarlo a la descendencia, lo que hace que su utilización sea muy limitada. La creación de familias de monos transgénicos (en las que el gen alterado sí puede heredarse) con la enfermedad de Huntington podría acelerar el descubrimiento de una cura, porque muchos laboratorios podrían investigar a la vez con un modelo animal muy parecido al humano. La mutación en el gen de la huntingtina hace que mueran muchas neuronas en el cerebro, lo que tiene consecuencias devastadoras: movimientos descontrolados, cambios de humor súbitos, deficiencia cognitiva… En pocos años los pacientes no pueden caminar o hablar. Y de momento es una enfermedad incurable. Humanos transgénicos? Aunque los monos tití no son chimpancés o orangutanes, es fácil imaginar que en algunos años sea posible crear humanos transgénicos. Pero que sea posible no significa que se vaya a hacer, ni que se deba hacer, por supuesto. La polémica está servida… Y si el ejército decide crear SuperHumanos, con más masa muscular, mejor visión, mejor coordinación motora? Ahí dejo volar vuestra imaginación… Si esto os parece de película, os animo a mirar el siguiente video donde investigadores del Case Western Reserve University en Ohio, USA, muestran a un ratón modificado genéticamente para que la eficiencia en el consumo energético esté muy mejorada, y lo convierte en un SuperRatón, ya que puede correr y correr sin parar durante horas… <object style="border: 0pt none ; margin: 0pt; background: transparent none repeat scroll 0% 0%; -moz-background-clip: -moz-initial; -moz-background-origin: -moz-initial; -moz-background-inline-policy: -moz-initial;" height="344" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/RcXuKU_kfww&hl=en&fs=1&"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/RcXuKU_kfww&hl=en&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" height="344" width="425"></embed></object> Será imprescindible crear un nuevo marco legal alrededor de esta tecnología, exactamente igual a lo que ha pasado con las células madre. Y ya sabéis que el tema ha traído años de controversia. Por otro lado, disponer de familias transgénicas de monos muy evolucionados (como por ejemplo chimpancés) sería de mucha utilidad para comprender y encontrar tratamientos a enfermedades tan complejas como las mentales… pero cuál es el límite ético?

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1 "Monos Transgénicos y los límites de la ética científica", por V. Puig

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8048 Lo prometido es deuda, y la neurocientífica Victoria Puig se ha currado un artículo impresionante sobre oscilaciones cerebrales y sus estudios con Laia i Luke, los simpáticos macacos que me presentó hace unos meses en su laboratorio del <a href="http://web.mit.edu/picower/index.html" title="http://web.mit.edu/picower/index.html" id="link_0">Picower Institute</a> en el MIT. No le robo más tiempo. Hoy la verdadera protagonista es Vicky y sus macacos: (ah! preguntadles todo lo que queráis en los comentarios, pero os advierto que sólo responderá ella…) Por qué los macacos no navegan por Internet y nosotros sí, por Vicky Puig ¿Qué hace que los macacos y los humanos tengamos un nivel de inteligencia tan distinto, a pesar de tener la anatomía y el ADN (~93%) tan similares? Muchas cosas. Una de las más importantes es el tamaño de un área del cerebro llamada Corteza Prefrontal. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vicky-foto.jpg" id="img_0" class="imgizqda">La corteza prefrontal se encuentra en la zona más frontal del cerebro (detrás de la frente), y es una de las áreas cerebrales más evolucionadas en primates. Se encarga de controlar los pensamientos más complejos y abstractos que realizamos cada día. Gracias a ella tomamos decisiones, recordamos, aprendemos y controlamos nuestro comportamiento. El famoso caso de <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Phineas_Gage" title="http://es.wikipedia.org/wiki/Phineas_Gage" id="link_1">Phineas Gage</a> muestra como la corteza prefrontal determina, en parte, nuestra personalidad. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/phineas-2.jpg" id="img_2" class="imgdcha">Gage era un trabajador de la construcción que en 1848 sufrió un accidente mientras trabajaba: una barra de metal le atravesó el cráneo destrozando su corteza prefrontal. Se recuperó rápidamente del accidente, pero su personalidad nunca volvió a ser la misma. Empezó a comportarse de forma extraña: era más impulsivo y maleducado (hacía cosas que no estaban socialmente aceptadas, como hacer preguntas indiscretas), no podía planear cosas a largo plazo (lo que le llevó a perder su trabajo), y se volvió insensible. De la misma manera, algunos pacientes con enfermedades psiquiátricas, como los esquizofrénicos, presentan anomalías en la corteza prefrontal. Pongamos un ejemplo concreto de lo que hace la corteza prefrontal. Estás en tu coche parado delante de un semáforo en rojo. El semáforo cambia a verde y arrancas el coche. De repente, un niño cruza la calle, lo que hace que frenes de inmediato. La decisión de pisar el freno la tomó tu corteza prefrontal en pocas milésimas de segundo. La corteza prefrontal tuvo que inhibir la regla interna que se estaba siguiendo, ‘pasar’ (el semáforo estaba verde), por una nueva regla, ‘parar’. ¿Cómo puede el cerebro integrar tanta información en milésimas de segundo y actuar tan rápido? <a href="http://web.mit.edu/picower/faculty/miller.html" title="http://web.mit.edu/picower/faculty/miller.html" id="link_2">Nuestro laboratorio</a> en el MIT lleva años estudiando cómo la corteza prefrontal hace de ‘director de orquesta’ durante estas complicadas situaciones. Utilizamos macacos como modelo porque, aunque tienen menos corteza prefrontal que los humanos (la corteza prefrontal es un 30% del total de la corteza en humanos y sólo un 15 % en monos), los macacos son capaces de realizar tareas cognitivas relativamente abstractas. Por ejemplo, enseñamos a los macacos a recordar secuencias de objetos (A-B no es lo mismo que B-A), a categorizar cosas (les mostramos distintos tipos de gato para que aprendan el concepto ‘gato’), a aprender asociaciones entre imágenes y movimientos (cuando aparece un plátano en la pantalla tienen, por ejemplo, que mover la palanca a la derecha) o a prestar atención a un objeto mientras otros objetos aparecen y desaparecen. Los macacos son menos flexibles que los humanos, es decir, tardan más tiempo en aprender: los entrenamos durante unos 2 años con programas de ordenador hasta que comprenden los conceptos de orden, categoría, etc. Una vez los macacos son expertos en su tarea, analizamos dos tipos de señales en su cerebro: la actividad de neuronas individuales y los cambios de voltaje generados por redes de neuronas. Este último fenómeno fue descrito inicialmente por <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Hans_Berger" title="http://en.wikipedia.org/wiki/Hans_Berger" id="link_3">Hans Berger</a> en 1929, tras buscar durante años una prueba científica de la existencia de la telepatía. Irónicamente, Berger descubrió una señal generada por el cerebro que era de tan bajo voltaje que descartó que la telepatía fuera posible. Era el electroencefalograma (o EEG). En el EEG se pueden ver claramente muchos tipos de oscilaciones, cada una a una frecuencia distinta. Aunque conocemos la existencia de las oscilaciones desde hace mucho tiempo, todavía no sabemos con certeza cómo se originan y para qué sirven. Se cree que las ondas provienen del campo eléctrico generado por millones de neuronas que disparan a la vez. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/219613_vicky-sleepstages.jpg" id="img_0" class="imgizqda">Algunas oscilaciones son muy evidentes durante ciertas etapas del sueño, como el sueño de ondas lentas. Se ha demostrado que las ondas lentas ayudan a recordar las experiencias vividas durante el día. El hecho de que el cerebro ‘oscile’ tanto durante el sueño hace pensar a los neurocientíficos que, por defecto, el cerebro está supersincronizado, y que la información que nos llega durante el día no hace más que romper esta sincronización. De hecho, no hace falta más que cerrar los ojos para que nuestro cerebro genere ondas alfa (8-12 ciclos por segundo), que desaparecen inmediatamente cuando abrimos los ojos. Increíble, ¿no? Las ondas alfa aparecen con la sensación de calma, y están muy acentuadas en personas que practican regularmente meditación, como el yoga. Esto significa que podemos ‘entrenar’ a nuestro cerebro a generar ciertos tipos de ondas, y hay científicos trabajando para que en un futuro no muy lejano este control mental pueda ayudarnos en nuestra vida diaria, por ejemplo, para encender y apagar electrodomésticos o mover una silla de ruedas. En el siguiente par de videos veréis hasta dónde ha llegado esta nueva tecnología. En <a href="http://es.youtube.com/watch?v=bx__8XmMiv0&feature=related" title="http://es.youtube.com/watch?v=bx__8XmMiv0&feature=related" id="link_5">uno de los videos</a> podréis ver cómo una persona toca el piano a través de sus ondas cerebrales, y <a href="http://es.youtube.com/watch?v=ZKA2-zvinQc&feature=related" title="http://es.youtube.com/watch?v=ZKA2-zvinQc&feature=related" id="link_4">en el otro</a> cómo una empresa americana está trabajando en un nuevo tipo de videojuegos que sólo requerirán que te pongas una cinta en la cabeza… y que practiques un poco con tus ondas cerebrales. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/219612_vicky-rhythms.jpg" id="img_1" class="imgdcha">Cuando estamos despiertos, las dos ondas más evidentes son theta (4-8 ciclos/s) y gamma (30-80 ciclos/s). Se sabe que las dos aparecen durante procesos de memoria, pero aún se desconoce qué significan exactamente. Está bien descrito, sin embargo, cómo la interacción entre ondas theta y gamma en una zona del cerebro llamada hipocampo nos informa de nuestra situación en el espacio, y es imprescindible para que no nos desorientemos. Para quién esté interesado en estos temas recomiendo el libro ‘Rhythms of the Brain’, de Gyorgy Buzsáki. Se ha descubierto en los últimos años que pacientes psiquiátricos tienen muy alteradas algunas de estas oscilaciones, lo que va a ayudar enormemente a comprender las patologías y, probablemente, a diseñar nuevos tratamientos. Pero, ¿cuál es la función de estas oscilaciones? Este es un tema muy candente en la Neurociencia actual y aún no tenemos la respuesta. La hipótesis más factible es que las oscilaciones sean una vía de comunicación entre distintas áreas cerebrales. Gracias a las oscilaciones, áreas distantes en el cerebro podrían ‘hablar’ entre ellas rápidamente. Lo cierto es que el cerebro tiene miles de millones de neuronas, pero sólo muy pocas están conectadas entre ellas: la mayoría de neuronas sólo interaccionan con las de su alrededor a través de sinapsis. La actividad sincronizada aparece, probablemente, cuando se genera un bucle de activación entre neuronas de la red: A excita a B, que excita a C, que excita a A… La sincronización de la actividad entre neuronas vecinas ayudaría a que el mensaje de la red se ‘oyera’ claramente en el resto del cerebro. De esta manera, la transmisión de información entre áreas del cerebro que están lejos físicamente sería fiable y lo más rápida posible. <a href="http://web.mit.edu/picower/faculty/miller.html" title="http://web.mit.edu/picower/faculty/miller.html" id="link_6">Nuestro laboratorio</a> ha descubierto que existen ‘superneuronas’ en la corteza prefrontal capaces de categorizar1 cosas (aumentan la frecuencia de descarga cuando pensamos en el concepto ‘gato’, independientemente del tipo de gato), capaces de contar2 objetos (disparan cuando hay, por ejemplo, tres objetos en la pantalla, sin importar qué objetos), capaces de memorizar3,4 objetos y posiciones en el espacio, o de asociar5,6 estímulos con conceptos (son las neuronas que nos indican qué reglas hay que seguir, por ejemplo, semáforo en verde-pasar). Ahora estamos estudiando si estas superneuronas pueden realizar más de una función a la vez, como recordar y contar. Pero sabemos que estas superneuronas no trabajan solas, sino en grandes redes neuronales. Recientemente hemos descubierto que áreas distintas del cerebro ‘hablan’ a través de frecuencias diferentes dependiendo de la función a realizar. Entrenamos a macacos a buscar objetos en la pantalla mientras se les presentaban otros objetos ‘distractores’. Cuando los distractores eran muy diferentes del objeto, el macaco encontraba el objeto inmediatamente (Visual Pop-out), y las cortezas sensorial y prefrontal se comunicaban rápidamente a través de ondas gamma de alta frecuencia, casi de forma automática. Pero cuando el mono tenía que buscar el objeto en la pantalla porque los distractores y el objeto eran muy parecidos (Visual Search), la frecuencia de comunicación era gamma de baja frecuencia7. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vicky-Fig1-1.jpg" id="img_0" class="imgcen"> <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/vicky-biophysnet2.jpg" id="img_2" class="imgizqda">El estudio de redes neuronales es complejo y requiere conocimientos matemáticos de alto nivel. Existen muchos grupos de investigación analizando redes neuronales sencillas en animales inferiores, como langostas o gusanos, animales en los que se ha podido mapear gran parte de su sistema nervioso. De esos experimentos se generan modelos matemáticos que tratan de explicar los fenómenos observados en primates. Pero el cerebro de los primates es mucho más complejo y todavía no conocemos con detalle la anatomía de las conexiones intracerebrales. Para ello ha surgido recientemente el campo de la ‘<a href="../apuntes-cientificos-desde-el-mit/2008/11/17/epigenetica-y-connectomics" title="http://lacomunidad.elpais.com/apuntes-cientificos-desde-el-mit/2008/11/17/epigenetica-y-connectomics" id="link_0">conectómica</a>’. Para comprender el origen y la función de las redes neuronales está siendo necesaria la cooperación entre informáticos, matemáticos, biofísicos y neurofisiólogos. Este tipo de interacción es posible en centros como el MIT, donde expertos en distintas disciplinas trabajan juntos. Los avances en este campo están siendo espectaculares, y estamos empezando a comprender cómo nuestro cerebro procesa tanta información, y de forma tan rápida y tan precisa. <div style="text-align: right;">Vicky Puig </div> 1 Freedman, D. J., Riesenhuber, M., Poggio, T., & Miller, E. K. Categorical representation of visual stimuli in the primate prefrontal cortex. Science 291, 312-316 (2001). 2 Nieder, A., Freedman, D. J., & Miller, E. K. Representation of the quantity of visual items in the primate prefrontal cortex. Science 297, 1708-1711 (2002). 3 Rainer, G., Asaad, W. F., & Miller, E. K. Selective representation of relevant information by neurons in the primate prefrontal cortex. Nature 393, 577-579 (1998). 4 Rao, S. C., Rainer, G., & Miller, E. K. Integration of what and where in the primate prefrontal cortex. Science 276, 821-824 (1997). 5 Wallis, J. D., Anderson, K. C., & Miller, E. K. Single neurons in prefrontal cortex encode abstract rules. Nature 411, 953-956 (2001). 6 Pasupathy, A. & Miller, E. K. Different time courses of learning-related activity in the prefrontal cortex and striatum. Nature 433, 873-876 (2005). 7 Buschman, T. J. & Miller, E. K. Top-down versus bottom-up control of attention in the prefrontal and posterior parietal cortices. Science 315, 1860-1862 (2007).

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1 Por qué los macacos no navegan por Internet y nosotros sí, por Vicky Puig

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8048 Queridos amigos, ¡Estrenamos la sección “Científicos exiliados”! En ella investigadores españoles nos explicarán de forma muy, pero que muy sencilla y directa: qué quieren averiguar, cómo pretenden averiguarlo, y por qué sus estudios son importantes. Pero no lo harán sólo mediante el texto que escriban en el post. Los científicos que participen contestarán a todas las preguntas que les hagáis a través de los comentarios. Por favor, no os cortéis. Podéis preguntarles sobre su investigación específica, sobre su campo de estudio más general, o sobre lo que os apetezca. ¿Tenéis alguna duda sobre neurociencia? Os presento al primer científico exiliado que os la puede intentar resolver: ¿Dónde se guardan los recuerdos? por Miquel Bosch Conocí a Miquel durante una fiesta en Cambridge. Llegó a la 1:30 de la madrugada. “Si que llegas tarde!” comenté cuando me lo presentaron. Con cara de resignación me dijo que trabajaba todos los sábados por la noche, ya que es el único momento que queda libre el microscopio multifotónico con el que investiga. Cambiamos de tema… Charlando sobre divulgación científica me explicó que ganó un accésit del premio Joan Oró organizado por la <a href="http://www.accc.cat/index" title="http://www.accc.cat/index" id="link_0">Asociación Catalana de Comunicación Científica</a> . “Hombre! Yo firmé tu cheque!” espeté al descubrir la coincidencia, “fui el tesorero en la junta directiva de la ACCC...” Fuimos a buscar más cervezas, pero ya no quedaban. Escribe Miquel… Cierren los ojos por un momento y intenten recordar su profesor de biología favorito de la escuela primaria. De repente se les habrá aparecido una cara en la que seguramente hacía mucho tiempo que no pensaban. Bien, pues, ¿dónde estaba ese recuerdo? ¿En forma de qué? ¿Qué ha pasado en este instante en su cerebro para que esa imagen emerja a la conciencia? ¿Quién eres, y qué quieres averiguar? <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/miquel-bosch.jpg" id="img_0" class="imgdcha"> Mi nombre es Miquel Bosch y ésa es una cuestión que me tiene obsesionado: ¿Cómo funciona la memoria? ¿Cómo se puede almacenar información en esa masa grasienta que tenemos por cerebro? Por suerte, en estos momentos me encuentro en uno de los mejores lugares para contestar esta pregunta: el <a href="http://web.mit.edu/picower/" title="http://web.mit.edu/picower/" id="link_1">Picower Institute for Learning and Memory </a> del MIT, en Cambridge, USA. Después de cuatro años de intensa tesis en el mundo de las células madre en la Universidad de Barcelona y de una interesantísima estancia de medio año en el NIBB de Okazaki, Japón, he cogido de nuevo las maletas y me he ido esta vez a Massachussets, a disfrutar de su crudo invierno y su dieta no-mediterránea. Aquí tengo el privilegio, y la responsabilidad, de disponer de la más cara y refinada tecnología para resolver mis inquietudes, gentileza de mi supervisor, el profesor Hayashi, y su mentor, el profesor Tonegawa, <a href="http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1987/index.html" title="http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1987/index.html" id="link_2">premio Nobel</a> en 1987. ¿Cómo pretendes averiguarlo? Para estudiar la memoria lo mejor es empezar por el principio: por las neuronas. El cerebro humano dispone de unos cien mil millones de ellas. Cada una puede llegar a formar diez mil contactos con otras neuronas. Hagan cuentas. No se sabe con certeza cuántas neuronas y cuántos de esos contactos participan de la formación de un solo recuerdo. Hace unos 35 años se descubrió que esos contactos, o sinapsis, no son estáticos sino flexibles: pueden reforzarse y transmitir mejor el impulso eléctrico, o bien pueden debilitarse hasta desconectarse. Ésta, se pensó, podría ser la base de la memoria y el aprendizaje. Pero todavía hoy en día no entendemos bien cómo funciona el asunto. La cuestión no es nada sencilla de abordar. Hablamos de billones de sinapsis, todas transmitiendo al mismo momento, todas cambiando constantemente para grabar o borrar las señales eléctricas y químicas que llamamos trazas de memoria. Evidentemente no podemos estudiar todos esos cambios al mismo tiempo. Estudiaremos uno de ellos para entender el conjunto. Y lo haremos con rayos de luz. La espléndida tecnología de la que les hablo es la microscopía multifotónica. Rayos láser de luz infrarroja permiten activar uno sólo de esos contactos entre millones y observar, en tiempo real, cómo se mueven las moléculas en su interior. Solamente allí donde dos fotones del láser coincidan al mismo tiempo se liberará el neurotransmisor enjaulado y se activarán los hambrientos receptores neuronales. <div style="text-align: right;"> </div><object style="border: 0pt none ; margin: 0pt; background: transparent none repeat scroll 0% 0%; -moz-background-clip: -moz-initial; -moz-background-origin: -moz-initial; -moz-background-inline-policy: -moz-initial;" height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/b33ZukxK5Es&rel=1"></param><param name="wmode" value="transparent"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/b33ZukxK5Es&rel=1" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object> En este video vemos sinapsis en plena acción de grabar un recuerdo. Las protuberancias que Ramón y Cajal llamó espinas dendríticas, donde residen las sinapsis, experimentan evidentes cambios de forma cuando son potenciados mediante el glutamato liberado por el láser (el punt orojo). Millones de cambios como estos puede que tengan lugar cada minuto en nuestro cerebro mientras aprendemos, recordamos u olvidamos. Muchas espinas se expanden, otras se contraen, algunas aparecen de la nada, otras desaparecen para siempre. Pero ahí hay un misterio aún sin resolver: ¿cómo se acuerda esa espina que la señal que ha recibido merece la pena de ser recordada?¿Cómo consigue mantener ese estado potenciado durante horas o incluso años cuando las proteínas que la componen se reciclan continuamente en cuestión de segundos o minutos?¿Quién recuerda los recuerdos en realidad? Bueno, en eso estamos...Modificando genéticamente las proteínas neuronales podemos ver cómo viajan de un lugar a otro en los primeros minutos de la formación de la memoria o cómo flotan frenéticamente en la membrana neuronal mientras tiene lugar la descarga eléctrica. Esto lo hacemos marcándolas con proteínas fluorescentes extraídas de las medusas o bien enganchándolas a pedruscos nanoscópicos luminosos de múltiples colores. Todo esto nos puede llevar a entender un poco más el oscuro funcionamiento de la memoria y el aprendizaje, y aportar soluciones a los casos donde éstos fallan, como en el Alzheimer o el retraso mental. <img src="http://lacomunidad.elpais.com/blogfiles/apuntes-cientificos-desde-el-mit/1951_raphaelesque_head_burs.jpg" id="img_1" class="imgcen"> Barra libre ¿Hay vida después del MIT? Ciertamente el MIT es un lugar especial. Montañasde dinero, tanto público como privado. Igual cantidad de mentes privilegiadas, engreídas, locas o soñadoras. Un poco de competitividad salvaje y otro poco de maravillosa fascinación por el arte de la ciencia. Un lugar "stoop-pendo" donde disfrutar de la belleza del descubrimiento o donde extinguirse miserablemente bajo la presión asfixiante. En las largas horas que paso observando las neuronas,en una ruidosa y claustrofóbica habitación del laboratorio, con mi microscopio de un millón de dólares, me sobreviene otra pregunta obsesiva. ¿Podré llevar a cabo ciencia del mismo nivel y contestar preguntas fundamentales en un lugar que no sea la superpotencia científica que indudablemente son los USA? ¿Hay algún sitio en España, o en Europa, con los mismos recursos y ambiciones, con el mismo espíritu internacional e interdisciplinar, con las mismas ganas de desarrollar proyectos de riesgo que desemboquen en asombrosos descubrimientos y posibles premios Nobel, como en el MIT? Lo más importante, ¿podré volver a la dieta mediterránea? Miquel Bosch

2007-12-10T06:23:23Z

2007-12-10T05:56:00Z 67762

2009-06-28T08:01:35Z

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1 ¿Dónde se guardan los recuerdos? por Miquel Bosch

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