Apuntes científicos desde el MIT

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Escrito por pestupinya

22 Nov 2009 - Enlace

Mis neuronas bailan como locas en New Orleans

No conocemos una sola cultura en la historia de la humanidad sin música. Entre los objetos más antiguos que encuentran los arqueólogos en sus excavaciones siempre hallan instrumentos musicales.

La música está en todos sitios, y desde siempre. No es sólo una herencia cultural; forma parte de nuestra naturaleza más básica.

Unos pocos psicólogos evolutivos dudan de su utilidad adaptativa y la consideran un simple subproducto del gran desarrollo de nuestro cerebro; un “auditory cheesecake” en expresión de Steven Pinker. Sin embargo, la gran mayoría le otorgan un papel vital en nuestra historia evolutiva. Marcan su aparición mucho antes que la del lenguaje hablado, y aseguran que nuestros ancestros ya comunicaban emociones utilizando una proto-música. De hecho, creen que ya nacemos con un instinto musical que nos predispone a que algunas melodías nos resulten agradables y otras tristes, a entender una cierta gramática musical, a distinguir el ruido de la combinación melódica de sonidos, y a que todos nos dejemos llevar disfrutando de algún tipo de música. Si no, tu cerebro tiene algún problema.

Oliver Sacks explica en su libro Musicophilia el caso de un paciente con el síndrome de “amusia”, que impide apreciar melodías y tonos musicales a sus afectados. Cuando de pequeño sus padres le preguntaron a qué le recordaba la canción que estaban escuchando dijo: “a ruido de cazuelas y sartenes”.

Los neurocientíficos están escaneando los cerebros de personas mientras escuchan música. Estos patrones ordenados de ondas sonoras viajando por el aire encienden primero el córtex auditivo, pero su efecto se extiende enseguida por casi todo el cerebro, inundando muchas más áreas que el propio lenguaje. Algunos científicos utilizan la música como herramienta para investigar cómo se conectan diferentes zonas del cerebro.

Incluso parece haber una área encargada de prever subconscientemente qué sonido debería seguir al que acabamos de escuchar, y nos indica que “algo falla” cuando no es el que nuestro subconsciente esperaba.

Las imágenes de resonancia magnética funcional revelan que los músicos profesionales tienen partes específicas del cerebro más grandes de lo normal. Y en los fMRI de voluntarios comunes se distingue claramente que la música activa los mismos circuitos del placer que el consumo de chocolate, las drogas o el sexo. Y además, aumenta la actividad general del cerebro estimulando nuestra mente, agilizando pensamientos, despertando recuerdos pasados, y evocando todo tipo de emociones.

Eso mismo me ocurrió anoche en los conciertos de Bourbon St. en el animadísimo barrio francés de Nueva Orlenas, donde la combinación de Hurricanes (es un cocktail típico, no una broma desafortunada), comida cajún, y música, muchísima música en la ciudad donde nació el Jazz, se entremezclaron para rellenar mi nucleus accumbens hasta los topes de dopamina, e inspirar a otras áreas del córtex frontal con las que escribí algunas de estas frases.

No sé si tendré tiempo de compartir más experiencias científicoplacenteras durante los próximos 7 días de viaje road trip que me llevarán por el Estados Unidos profundo de Mississipi, Alabama, Memphis (Tennessee), Nashville; y allí escoger una ruta de regreso a DC que me lleve por la belleza de las Smoky Mountains o el morbo del Museo del Creacionismo en Kentucky. Veremos. De momento, la escapada ha empezado con muy, pero que muy buen ritmo...

Escrito por pestupinya

27 Oct 2009 - Enlace

Fármacos para mejorar tu inteligencia

- Texto escrito por Victoria Puig,
neurocientífica e investigadora del Picower Institute (MIT) -


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?


Smart Drugs

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:

Cafeína

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).

Anfetaminas

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.

Modafinil (Provigil)

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.

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 aquí.


¿Qué estimulantes cognitivos funcionan mejor: fármacos, entrenamiento cerebral, dieta, meditación o ejercicio?

Fármacos

¿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.

Entrenamiento Cerebral

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.

Dieta

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.

Meditación

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.

Ejercicio

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.

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.


Pequeños, peludos… y listos

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.


Peligros relacionados con los estimulantes cognitivos

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.

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.

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?

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?

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?

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.

Vicky Puig

Escrito por pere-estupinya

05 Oct 2008 - Enlace

Teoría científica contra el aperitivo

El jueves pasado asistí a una conferencia sobre adicción a la comida impartida por Nora Volkow , directora del NIDA y una de las mayores expertas del mundo en neurología de la adicción.
Versaba sobre las similitudes entre los circuitos cerebrales alterados en drogodependientes y en personas que comen de manera compulsiva, pero lo que me dejó más pensativo fue una frase pronunciada durante la introducción al tema: “cuanta más hambre tienes, más placer sientes al comer”. Obvio, pero pensemos qué implica esto…
La sensación de placer al comer, fumar, tener sexo, tomar cocaína… la provoca el aumento de los niveles de dopamina en un área de tu cerebro llamada nucleus accumbens. Éste es el centro del placer en tu cerebro; un sistema diseñado para motivarte a repetir las acciones que son beneficiosas para tu organismo, y sobre el que las drogas interfieren de manera desmesurada. Pues bien, varios estudios han observado que tras un largo período de ayuno la subida de dopamina al comer es significativamente mayor de lo que sería sin restricción de alimentos. Es decir que el mismo pastel te va a gustar más a media tarde que como postre de una comida copiosa. El sabor será el mismo, tú lo encontrarás igual de bueno, pero te gustará menos si estás saciado. Neuroquímicamente probado.

La charla se dirigió a un punto muy interesante: en muchas decisiones se establece una especie de lucha entre la motivación física y el control cognitivo, y en el proceso de adicción no sólo se altera el mecanismo del placer-recompensa (existe mayor deseo y “más hambre” para conseguir el mismo precio), sino que también se inhibe la capacidad de control consciente de nuestra voluntad. Con técnicas de neuroimagen Nora Volkow ha demostrado que una zona específica del córtex prefrontal relacionada con las funciones ejecutivas de nuestro cerebro presenta mucha menos actividad en personas adictas a las drogas o la comida, que en personas sin adicción. Es decir, además de sentir más ánsia, también tienen más limitada su libertad para reflexionar de manera consciente.
Durante un estudio se enseñó a varias ratas de laboratorio que al presionar una palanca conseguían una sustancia agradable. Luego a la mitad de ellas se les lesionó esa área específica del cortex prefrontal, y se interrumpió para todas el sistema que daba un premio al presionar la palanca. Las que tenían el cerebro intacto, después de presionar varias veces y ver que no ocurría nada, dejaban de hacerlo. Pero las lesionadas continuaban empujando la palanca sin parar. Habían perdido su capacidad de pensar y se dejaban llevar sólo por las memorias asociadas a sus impulsos instintivos. Alteraciones parecidas ocurren con drogodependientes y personas que han sufrido lesiones cerebrales accidentales. Y en menor grado, adictos a la comida que no pueden controlar sus impulsos.

Yo continuaba enfrascado en la historia del pastel, y la relacioné de nuevo cuando Nora Volkow habló de las memorias asociadas de manera inconsciente. Cuando sufres un subidón salvaje de dopamina, tu cerebro se apresura a guardar inconscientemente datos del entorno asociados a esa experiencia. Es el clásico ejemplo de los perros de Pavlov , que hacía sonar una campanilla mientras los alimentaba. Al cabo del tiempo, los perros empezaban a salivar y manifestar hambre tan sólo oir el sonido de la campanilla, aunque no tuvieran comida delante. Por eso no debes guardar recuerdos de tu exnovi@ si todavía no has superado su abandono. Por mucho que tu razón te diga que es mejor haberos separado, tu inconsciente rememorará sin que se lo pidas los momentos placenteros y te pedirá que los vuelvas a experimentar.

Entonces, si estar hambrientos hace que el premio dopaminérgino sea mayor, y el cerebro se encarga de guardar inconscientemente los encuentros placenteros… cuando recordamos un restaurante que nos gustó mucho, quizás no sólo es por lo sabrosa que resultó la comida, sino por la subida de dopamina que provocó el hambre que llevábamos (¿?!). Conclusión: si esta mañana de domingo vienen invitados y os estáis esmerando en preparar una comida deliciosa, si quieres causar un impacto duradero en vuestros comensales no te preocupes por si te estás retrasando y los notas hambrientos… sobretodo no les sirvas un aperitivo! No afectará para nada al sabor de tus platos ulteriores, pero si les sacias un poco la subida de dopamina al comer será menor, y a largo plazo su inconsciente recordará con menor vehemencia tu convite.

Escrito por pere-estupinya

10 Jul 2008 - Enlace

Serotonina, oxitocina, y el amor engañoso

Si esa noche, por lo que sea, tus niveles de testosterona se encuentran más elevados de lo normal, tu apetito sexual se verá incrementado. Seguro que estarás más predispuest@ a encontrar alguna aventura amorosa. Pero si no tienes éxito tranquil@ que no te vas a quedar ansios@. La testosterona sube y baja rápidamente sin mayores repercusiones, y al día siguiente todo empieza de cero otra vez.
En caso de que sí hayas tenido sexo satisfactorio con alguien, habrás notado el subidón de la dopamina, la hormona del placer. Si realmente ha sido bueno te habrá gustado tanto que querrás repetirlo a casi toda costa. ¡Pero que la dopamina no te engañe! en el fondo a ella le da igual si vuelves con la misma pareja o no; incluso te permite sentirte enamorad@ de dos personas a la vez. De acuerdo, de acuerdo… si ha estado tan bien, quizás hayan bajado un poco los niveles de serotonina, te sentirás desorientad@ y pensarás que esa persona es especial, tiene “algo”. Empezarás a enamorarte.

Quizás tras varios chutes de dopamina notes cierta sensación de adicción. Puedes relajarte y disfrutarlo tranquil@, en este estadio la testosterona y la dopamina no forman parte relevante de la historia. Desdecirse no sería traumático todavía. Lo serio de verdad llega cuando la oxitocina aparece en escena. Tu cerebro la segrega a grandes cantidades en cada orgasmo, y es la responsable del sentimiento de apego, de unirte definitivamente a tu nuev@ compañer@. Si hubiera una hormona del amor, esta sería la oxitocina. Cuando estáis juntos os reduce el estrés, el miedo, aumenta la confianza, la generosidad, la sensación de bienestar en cada abrazo… es la esencia química del afecto. Y lo más importante: hace que te sientas feliz cuando observas a tu pareja feliz. Su satisfacción pasa a ser más importante que la tuya propia. Ahora sí que puedes decir honestamente “te quiero”, en lugar del “te deseo” propio de la etapa dominada por la dopamina.

De todas formas no te confíes. Asegúrate de mantener los niveles de oxitocina altos a base de orgasmos, porque si no, pueden ir decreciendo hasta perder el apego. Si esto os ocurriera a los dos a la vez, tampoco sería tan grave. La tristeza de la separación daría paso rápidamente a una sensación de alivio. Lo peligroso, desdichado, insano, funesto, devastador…, es cuando por cualquiera de los miles motivos diferentes que existen, la relación se rompe cuando los niveles de oxitocina están al máximo. Entonces la química cerebral se vuelve loca. La serotonina baja por los suelos: te deprime, te desespera, pierdes la cordura, dudas constantemente de lo correcto e incorrecto, aparece la ansiedad, la obsesión…

Te separas y de repente tus neuronas encargadas del placer ya no segregan nada de dopamina. Notas un síndrome de abstinencia brutal. Tu cerebro pide a gritos sinápticos volverle a ver. No deberías hacerlo; es un suicidio hormonalmente hablando. Recaerás como el alcohólico que en el momento de más debilidad piensa “será sólo una copa”. Dale tiempo a tu química cerebral para que restablezca sus niveles normales. Además, allí ya no hay amor verdadero ni nada. Bueno, quizás sí lo hay, pero queda ofuscado por el deseo egoísta de sentirte mejor, de aliviar tu propio sufrimiento. En esos momentos no estás pensando en qué es lo mejor para él o ella.
“Quiero continuar siento tu amig@” puede decir el que haya salido más ileso de la desdichada ruptura. Científicamente absurdo. Es como si pretendes curar al alcohólico de antes diciéndole: “Debes dejar de beber. Pero puedes continuar yendo a los mismos bares, no hace falta que tires las botellas de tu casa, y dale un inocente beso al vino cada cierto tiempo”. Los neurocientíficos expertos en adicción saben que eso no lleva a ningún sitio. Si les hiciéramos caso, la terapia del desamor incluiría borrar teléfonos, mails, y tirar fotos a la basura, por muy doloroso que sea.

La neurociencia dice que esto es muy por encima lo que le ocurre a un cerebro enamorado. Nunca lo aceptaríamos como justificación de nuestra situación individual, porque hay demasiadas excepciones y casos particulares que se escapan a la lógica química. Pero de todas formas nos lo creemos. No molesta en absoluto que la ciencia nos de su versión acerca de qué pasa. Lo patético llega cuando pretende averiguar el por qué pasa… (continuará)

Pere Estupinya

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Este Blog empezó gracias a una beca para periodistas científicos en el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) en Boston, donde pasé un año aprendiendo ciencia con el objetivo de contarla después.
Ahora continúa desde Washington DC buscando reflexiones científicas en otras instituciones, laboratorios, conferencias, y conversando con cualquier investigador que se preste a compartir su conocimiento.
Soy químico, bioquímico, y un omnívoro de la ciencia, que ya lleva cierto tiempo contándola como excusa para poder aprenderla.

Pere Estupinya

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