NeuroNews

NeuroNews nació como iniciativa del CINV para acercar la Neurociencia a la Sociedad. En una alianza inédita con el diario electrónico El Mostrador, éstos se publican periódicamente en su sección Ciudad+Cultura.
Nuevos, importantes, espectaculares o controvertidos estudios en neurociencia son generalmente publicados en revistas especializadas en un lenguaje técnico que es difícil de entender para todos los que no pertenecen a esta área. En NeuroNews, estudiantes de los programas de Magister y Doctorado en Neurociencia de la Universidad de Valparaíso transcriben artículos de revistas especializadas a un lenguaje común que todos puedan entender. La selección de los estudios está a cargo de los estudiantes, y los criterios son: (1) relevancia para la sociedad en general, (2) actualidad, con publicación original durante el último año, y (3) calidad del estudio, asegurada en lo posible al permitir solamente estudios publicados en revistas internacionales, indexadas y de alto prestigio.
Invitamos a todos a revisar la página web de NeuroNews periódicamente, ya que se publicarán nuevos artículos cada dos a cuatro semanas.

Dr. Oliver Schmachtenberg
Coordinador NeuroNews

La marihuana y su papel en el desarrollo de habilidades cognitivas

Un grupo de científicos pertenecientes a la University of British Columbia (Vancouver), obtuvo resultados contundentes respecto al cannabis en aspectos como la atención visuoespacial y la voluntad para ejercer esfuerzos cognitivos en el desarrollo de tareas con distintos grados de complejidad asociado a variados grados de recompensa.

Tal como sugiere la canción del grupo musical “Cultura profética” que bastante ha sonado en distintos programas radiales, muchos no pueden negar lo bien que se siente fumar cannabis o marihuana, como más ampliamente se conoce.

Cannabis es el nombre científico de una planta que es usada por sus propiedades psicoactivas, siendo una de las drogas ilícitas que cada vez más se consume a nivel mundial. Sus efectos psicoactivos se atribuyen a la acción del delta-9-tetrahidrocannabinol (THC) en proteínas, receptores CB1, que se ubican en nuestro cerebro produciendo una atractiva sensación de bienestar espiritual, un estado de ánimo relajado, una impresión de que todo es más lento, mayor sensibilidad a los colores, sonidos, texturas y sabores.

Todo esto acompañado de una memoria presente que se escapa continuamente y, a veces, de unas ganas incontenibles de reírse. Un estado en el que parece haber poco espacio para la violencia, hacen de esta droga una especie de antídoto, un promotor de concordia y paz, como muchas canciones implícitamente prometen.

Sin embargo, considerando el aumento progresivo del consumo de marihuana en el contexto de una sociedad cada vez más globalizada y en vías de desarrollo, ¿qué tan beneficioso puede resultar el consumo de cannabis en el desempeño laboral, y en especial, académico, en donde la motivación es clave para el desarrollo de habilidades cognitivas?

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La forma que tiene el cerebro para modificar comportamientos después de los errores

Por Hernán Álvarez / CINV

Equivocarnos es parte de la vida ante lo cual es interesante entender la forma en que el cerebro se enfrenta a los errores. Esto fue lo que investigó un equipo de científicos de la Universidad de Roma, y la fundación IRCCS Santa Lucia en Roma, Italia, quienes, motivados por el desconocimiento que existe sobre éste tema, estudiaron como nuestro cerebro reacciona posteriormente a detectar que nos equivocamos y prevenir que cometamos un segundo error.

Estamos en la comodidad de nuestro hogar, estamos descalzos, tranquilamente caminando, cuando de repente, de la nada, sentimos un golpe, específicamente del dedo más pequeño del pie. En ese segundo se nos vienen muchas cosas a la mente y en primera instancia tenemos ganas de gritar todo tipo de palabras que puedan aliviar el dolor agudo. Después, durante un tiempo, nos movemos cautelosos y más atentos, y cada vez que pasamos cerca de un mueble o por el lado de la cama, lo hacemos con más cuidado. Esto es algo que pasa siempre que cometemos un error, ya sea al dar vuelta un vaso o quemarnos cuando retiramos la comida del horno; la siguiente vez que lo intentamos somos más cuidadosos. Equivocarnos es parte de la vida ante lo cual es interesante entender la forma en que el cerebro se enfrenta a los errores. Esto fue lo que investigó un equipo de científicos de la Universidad de Roma, y la fundación IRCCS Santa Lucia en Roma, Italia, quienes, motivados por el desconocimiento que existe sobre éste tema, estudiaron como nuestro cerebro reacciona posteriormente a detectar que nos equivocamos y prevenir que cometamos un segundo error.

El proceso que realiza el cerebro cuando nos equivocamos se divide en etapas, y para graficarlo lo pondremos en un contexto. Imaginemos que estamos con un grupo de personas y somos los encargados de servir los vasos a los demás. Comenzamos a servir los vasos, servimos el primero, entonces ahí ocurre el primer proceso, en el cual nuestro cerebro realiza un chequeo de si nos equivocamos y esto es extremadamente rápido, ocurre aproximadamente un tercio de segundo después de realizar la actividad, ahí el cerebro comprueba si lo hicimos bien o mal, para continuar con el ejemplo supongamos que, en esta ocasión, lo hicimos bien.

Al servir el segundo vaso en el momento de estar colocando lo que sea que haya dentro de él, realizamos un pequeño desliz con la mano que lleva a darlo vuelta y derramar todo el líquido que contenía, ahí ocurre nuevamente lo anteriormente señalado y un tercio de segundo después nuestro cerebro detecta que nos equivocamos. Es aquí que comienza otro proceso, llamado “ajuste post-error”, encargado de efectuar cambios en nuestro cerebro a nivel de la actividad de las neuronas para así lograr hacer bien la tarea y evitar equivocarnos de nuevo, y poder volver a servir correctamente el vaso que antes dimos vuelta. Éste proceso fue el estudiado por los científicos, siendo algo pionero en las investigaciones relacionadas a esta etapa, debido a que, la información conocida hasta la fecha se enfoca, principalmente, en el proceso cerebral de detectar el error y no como éste cambia a nivel neural antes de realizar nuevamente la actividad.

La investigación se realizó en un grupo de 36 personas. El experimento se realizó en una habitación acondicionada donde los individuos estaban sentados cómodamente delante de un monitor, la silla en la cual estaban sentados tenía un botón colocado en el apoya brazo derecho. La actividad consistió en que se les mostrarían a los participantes cuatro imágenes, de las cuales había dos que indicaban que los sujetos tenían que apretar el botón y dos que significaban no apretarlo. El grupo de imágenes se mostró al azar y tenían la misma probabilidad de aparecer. Además, para analizar el funcionamiento cerebral se utilizó un electroencefalograma, que permite observar la actividad eléctrica del cerebro durante la realización de las tareas.

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Con la técnica de la resonancia magnética científicos buscan descifrar la fascinación por la música

Por Jesús Olivares/ CINV

Matthew E. Sachs, junto a un equipo de investigadores de las Universidades Harvard y Wesleyan en Estados Unidos, publicaron en marzo de 2016 los resultados de una investigación que trata de responder por qué al activarse los circuitos de recompensa estos elaboran respuestas intensamente placenteras en algunos individuos y en otros no, frente a un estímulo musical.

No importa si eres metalero, escuchas sólo música docta o te gustan Los Blops, si tienes un estilo musical preferido, seguramente habrás experimentado más de un escalofrío al escuchar tu “tema favorito”, y no me refiero a un escalofrío metafórico, me refiero a la sensación particular de percibir un estremecimiento físico placentero frente a algunos de los acordes que escuchas en ese momento. Por otro lado, habrá también lectores que no entenderán a lo que me refiero, pues para ellos la música no significa otra cosa que sonidos armoniosos que le sirven para pasar el rato, como una especie de relleno en su vida o algo que es necesario sólo con el fin de poder bailar, en el fondo personas a las que no les gusta, en apariencia, la música.

Si bien existe variabilidad en cuanto al gusto por la música, es importante decir que en todas las civilizaciones de las que se tiene registro ha existido la expresión musical, de forma que la música tendría un rol cultural universal.

Entonces, ¿por qué a algunas personas les provoca placer la música, mientras que a otras no? En primer lugar, hay que tener en cuenta que cuando se trata de artes visuales, música o poesía, el placer que sentimos es un placer estético y existe toda una rama de la neurociencia que estudia este fenómeno.

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Científicos indagan sobre la violencia letal ¿Un rasgo humano cultural o genético?

Por César Ravello/ CINV

Científicos buscan esclarecer cuáles son los factores determinantes para la aparición de violencia letal contra individuos de la misma especie. Usando una gran cantidad de datos arqueológicos e históricos, midieron cómo ha ido variando el nivel de violencia a lo largo de la historia y cómo se compara con otros animales.

Si bien a la mayoría le puede horrorizar, a nadie le sorprende que en la especie humana hayan individuos capaces de matar a otros de su misma especie. La historia está llena de eventos en que humanos han usado violencia letal contra otros humanos, desde grandes guerras con millares de muertos hasta un simple individuo asesinando a otro a sangre fría en alguna riña. Y ni siquiera es necesario mirar al pasado para encontrar hechos de este tipo, cada día nos llega información sobre personas muertas a manos de otras personas.

¿Es la violencia parte de la naturaleza humana? Esta pregunta, o alguna variante, se ha venido haciendo desde hace miles de años bajo distintos enfoques ¿Es un fenómeno sicológico, sociológico, o está enraizado en un nivel más profundo de nuestra naturaleza animal, y que hemos heredado de nuestros ancestros evolutivos? En este último punto se ha enfocado un reciente estudio realizado por un grupo de científicos españoles encabezados por José María Gómez, publicado en la prestigiosa revista Nature.

Antes de continuar es necesario aclarar un punto: el humano no es la única especie animal que puede matar a otros de su misma especie. El uso de violencia letal se manifiesta en muchos animales, y no sólo en carnívoros como podría esperarse sino incluso en algunos que podrían considerarse a simple vista apacibles, como los caballos o los hámsters. Aclarado este punto, podemos dejar de lado toda noción de que la violencia letal es algo inherente a la “maldad” humana o que los animales son “bondadosos”. Sin embargo, no todas las especies de animales manifiestan esta conducta, por lo que uno de los objetivos del estudio es analizar en qué grupos de animales aparece este fenómeno y si es un rasgo compartido entre especies emparentadas. Para ello se hizo la medición de la “señal filogenética”, que indica cuál es la probabilidad de que dos especies compartan un rasgo según qué tan emparentados estén; así, si un rasgo aparece en dos especies cercanas, la señal filogenética de ese rasgo tendrá un valor alto y permite asumir que si estas dos especies presentan el rasgo, lo heredaron a partir de su ancestro en común.

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Científicos buscan comprender cómo se desarrolla en nuestro cerebro el fraude, la malversación y la coima

Por Rodolfo Agurto/ CINV

Es sabido que cuando existen comportamientos de transgresión o de deshonestidad, y estos no son descubiertos o castigados, pueden escalar en el tiempo, siendo más y más intensos con cada subsecuente repetición del acto deshonesto. Así, lo que puede comenzar como un simple juego de engaño, puede transformarse en un verdadero escándalo de grandes proporciones que podrá tener consecuencias legales y personales graves. Sin embargo, científicamente hablando, no se han abordado explicaciones de esto ni de lo que ocurre en el cerebro cuando este patrón de escalamiento comienza a desarrollarse. En una reciente publicación en la revista Nature, un grupo de investigadores Londinenses ha comenzado a estudiar las bases neurofisiológicas relacionadas con este comportamiento.

Fraude, malversación, coimas y aprovechamiento de vacíos legales. La lista suma y sigue. Con el uso progresivo y sofisticación de las redes sociales, muchas personas han comenzado a levantar la alfombra y poner sobre la mesa los quehaceres deshonestos y delictuales presentes en nuestra sociedad. Los recientes episodios de colusión en Chile y otros diversos casos de deshonestidad, otorgan gran relevancia a la discusión de estos temas.

Sin embargo, e independiente de la interpretación de estos fenómenos sociales, a algunos científicos les resulta interesante comprender esta tendencia humana a actuar de forma deshonesta, ¿cuál es el origen y cómo se desarrolla en el cerebro humano, el sustrato neurobiológico que posteriormente facilita tales conductas poco éticas? Responder a esta pregunta no es una tarea fácil, debido a la complejidad del comportamiento humano, y a la gran cantidad de factores que lo determinan y moldean. No obstante, existen algunos correlatos neuroanatómicos que se han comenzado a estudiar y que dan luces interesantes sobre cómo se desarrolla la deshonestidad en nuestro cerebro.

Es sabido que cuando existen comportamientos de transgresión o de deshonestidad, y estos no son descubiertos o castigados, pueden escalar en el tiempo, siendo más y más intensos con cada subsecuente repetición del acto deshonesto. Así, lo que puede comenzar como un simple juego de engaño, puede transformarse en un verdadero escándalo de grandes proporciones que podrá tener consecuencias legales y personales graves. Sin embargo, científicamente hablando, no se han abordado explicaciones de esto ni de lo que ocurre en el cerebro cuando este patrón de escalamiento comienza a desarrollarse.

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Evidencia científica demuestra que cerebro de la mujer cambia de tamaño durante ciclo menstrual

Por Ann Iturra/CINV

Científicos del Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences de Leipzig, demostraron que a medida que aumentan los niveles de estrógeno en las mujeres durante el periodo menstrual, el volumen del hipocampo aumenta. Si bien éste es un estudio preliminar, sus hallazgos abren un amplio campo de investigación respecto a la capacidad del cerebro humano para adaptarse al medio ambiente y también sobre la influencia de las fluctuaciones fisiológicas sutiles de los estrógenos, en la conectividad cerebral de las mujeres y cómo esto podría relacionarse con alteraciones en su salud mental.

Es bastante cotidiano escuchar lo cambiante que suele ser el humor en las mujeres. Aparentemente, esto no estaría tan lejos de la realidad de acuerdo al equipo del Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences de Leipzig, Alemania, quienes demostraron que a medida que varían los niveles de estrógeno en las mujeres durante el periodo menstrual, el volumen del hipocampo -un área del cerebro que es crucial para la memoria, el estado de ánimo y las emociones- también varía.

Aunque ya se sabe desde hace algún tiempo que el cerebro tiende a cambiar de forma plástica como mecanismo de adaptación, lo interesante de esta investigación fue que resultó en un descubrimiento sorprendente: El cerebro no sólo es capaz de adaptarse a condiciones cambiantes en el largo plazo, sino que también puede hacerlo mes a mes. Cada mes, las mujeres experimentan la subida y bajada de hormonas durante su ciclo menstrual, es así como estas variaciones parecen cambiar la estructura del cerebro con asombrosa regularidad.

Estudios previos con animales de experimentación, ya habían señalado la existencia de fluctuaciones sutiles en la estructura del hipocampo que van de la mano de las variaciones en los niveles de estrógeno, la hormona sexual femenina. Asimismo, se sabe que existen anomalías hipocampales en varias patologías neuropsiquiátricas, las que a su vez tienden a manifestarse de manera diferente entre hombres y mujeres. No obstante, el potencial impacto de las sutiles fluctuaciones hormonales sexuales en la estructura del hipocampo humano, no estaba claro hasta el estudio de este grupo de científicos.

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Neurocientíficos detectan el mecanismo neurobiológico de la adicción al azúcar

Por Ann Mary Iturra/ CINV

De la investigación liderada por el Dr. Ivan de Araujo de la Universidad de Yale se desprende que nuestra necesidad de azúcar no puede ser satisfecha con endulzantes artificiales, ya que es el contenido calórico y no el sabor, lo que mantiene a las personas buscando más y más alimentos dulces. Aparentemente nuestro cerebro está cableado para dar prioridad a la búsqueda de calorías

¿Has sentido alguna vez la necesidad imperiosa de comer algo dulce, incluso después de haber ingerido una comida abundante? Si trataste de satisfacer esa necesidad mediante un postre endulzado artificialmente, quizá hayas notado que pese a su sabor, incluso más dulce que el azúcar, los endulzantes artificiales no resultan igualmente reconfortantes como esta última. Hasta el momento este fenómeno había sido un gran misterio, pero un grupo de científicos del Laboratorio John B. Pierce de la Universidad de Yale en Estados Unidos, demostró, en un estudio con ratones, que circuitos separados de nuestro cerebro median las acciones nutricionales y placenteras del azúcar, por ende, nuestro cerebro respondería al sabor y las calorías en formas fundamentalmente distintas.

El azúcar ejerce sus potentes efectos reforzantes a través de dos vías, la gustativa y la post-ingestiva. La primera se relaciona con el sabor y la segunda con el aporte energético (calorías) del azúcar. Hasta la fecha se desconocía si estas vías involucran las mismas redes cerebrales para motivar la ingestión de alimentos o si se trata de circuitos diferentes. De ahí surgió la pregunta de investigación del equipo liderado por el Dr. Ivan de Araujo de la Universidad de Yale y para responderla diseñaron sofisticados experimentos con ratones y utilizaron modernas técnicas neurocientíficas.

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La comprensión del dolor a partir de una toxina de araña

Por Constanza Bertea/CINV

Un estudio hecho por Jeremiah Osteen y colaboradores de Estados Unidos y Australia, aborda el tema del dolor, buscando saber si un canal que hasta el momento no se relacionaba con la modulación del dolor, tiene incidencia en él. Este es un canal de sodio que se activa con cambios de voltaje en la célula llamado Nav1.1, el cual se abre en ciertas situaciones, como por ejemplo cuando se produce una herida en la piel cercana. Cuando el canal está abierto, entran iones sodio en la neurona, lo que permite que se propague de una a otra neurona, la información proveniente del estímulo, y así, llevarla al cerebro, donde sumado a la información proveniente de múltiples nociceptores, genera la percepción del dolor.

¿Te has puesto a pensar en la gente que tiene alguna enfermedad que les provoca mucho dolor? Y además, ¿Qué pensarías de aquellas que lo sienten todo el tiempo? Aunque estas preguntas parecieran asociarse a grandes enfermedades, como el cáncer, no es una situación muy lejana a la que tú o yo podemos estar viviendo.

Existen dolores de enfermedades diagnosticadas y dolores que no sabemos su causa, y al ser una constante en nuestra vida en algunos casos nos vamos acostumbrando a ellos. Hay condiciones que son muy comunes en la población, un ejemplo claro son las asociadas al intestino, como el colon irritable. Este no es un trastorno muy comprendido, y que, se diagnostica a las personas que tienen dolor abdominal constante o periódico con cambios en el ritmo intestinal. Solía creerse que es un síndrome psicológico, pero hoy en día se relaciona especialmente con estrés o infecciones previas. Sus síntomas son variados, produciendo hinchazón, flatulencia, diarrea o estreñimiento y pérdida de apetito, es por esta razón que puede afectar negativamente la calidad de vida de muchas personas, y aunque se hacen tratamientos para aliviar los síntomas, en muchos casos persisten las molestias.

El estrés es una de las razones que ha producido un incremento en los malestares de la población, ya sea por los típicos dolores musculares, dolores de espalda como el lumbago o incluso dolores de cabeza. ¿Has sentido dolor de cabeza o migraña por largas horas? Hay gente que pasa una semana entera imposibilitado de realizar sus quehaceres, aún cuando están largas horas a oscuras reposando. A pesar de que la migraña u otras patologías sean genéticas, o bien, sin comprensión aparente, todas de algún modo causan malestar, y pese a que es muy cierto que de algunas de estas condiciones se sabe bastante, poco se sabe sobre el dolor en nuestro cuerpo.

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Neurocientíficos analizan con resonancia magnética cerebro de pedófilos

Por Valeska Cid Jofré/CINV

El equipo se planteó como objetivo identificar los circuitos del cerebro que responden a señales faciales y explorar el impacto de las preferencias sexuales. Para ello utilizaron la señal BOLD como un índice de actividad cerebral regional que se obtiene a partir de la resonancia magnética funcional.

En un estudio publicado en la revista Biology Letters hace un año, un grupo alemán – danés liderado por J. Ponseti ha propuesto que las conexiones del cerebro que normalmente nos permiten distinguir caras sexualmente maduras, tendrían un funcionamiento anormal en personas pedófilas.

Se menciona que, en nuestra especie, las caras nos pueden motivar a conductas relacionadas con el cuidado o búsqueda de pareja cuando vemos a niños o adultos, respectivamente. Esto sugiere que el procesamiento facial está orientado a distinguir señales de edad, es decir, rasgos faciales que nos permiten diferenciar a un niño de un hombre, ya sea de madurez sexual para estimular comportamientos acordes a la reproducción o el cuidado de niños.

Para poder comprobar esta idea, los investigadores usaron resonancia magnética funcional para medir directamente la existencia de conexiones cerebrales alteradas. Durante esta prueba los participantes fueron expuestos a variadas fotografías de rostros  de niños, niñas, mujeres y hombres.

¿Por qué el procesamiento de estímulos faciales es importante?

Como especie altamente social, el hecho de distinguir a niños de adultos es fundamental para para exhibir comportamientos distintos, por ejemplo, cuidar a menores, el amor entre padres e hijos, u otros como buscar pareja o formar una familia. Sin embargo, combinar estos comportamientos puede resultar problemático, al menos desde un punto de vista evolutivo. En otros animales, como los roedores, las señales para distinguir a una potencial pareja son olfativas, pero en nuestra especie estas señales son predominantemente visuales.

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El complejo juego Go: Una nueva victoria para la inteligencia artificial ¿Futuro jaque a la humanidad?

Por César Ravello/ CINV

Nuevos avances en inteligencia artificial han permitido crear un sistema que fue capaz de derrotar a un jugador humano profesional. La complejidad del juego hacía pensar que este logro aún estaba a décadas de poder lograrse ¿Cuáles son las implicancias para el futuro?

Los computadores se vuelven cada vez más poderosos, no solo en términos de la velocidad a la que pueden operar o la cantidad de información que pueden manejar, sino que, más importante aún, en la complejidad de las tareas que pueden realizar. ¿Significa esto que son cada vez más inteligentes? Sin duda que cuando hablamos de inteligencia, el referente es la propia mente humana.

Claramente los computadores son muy superiores a nosotros en términos operacionales, ya que con la capacidad de realizar millones de cálculos matemáticos por segundo, son capaces de resolver problemas complicados problemas en un tiempo que para nosotros sería prácticamente imposible.

Sin embargo, éstos problemas matemáticos que para nosotros podrían parecer indescifrables, en realidad son relativamente simples, en términos de que basta conocer los pasos necesarios para resolverlos. Así, basta con crear un programa adecuado que procese los números para obtener la respuesta deseada. Esta capacidad de “fuerza bruta” es la que se ha aprovechado en el pasado para que las máquinas superen al humano en algunas tareas. Cuando el campeón mundial de ajedrez de ese entonces, Garry Kasparov, fue derrotado por el computador Deep Blue creado por IBM, lo que hacía el computador era analizar un gran número de las jugadas posibles para elegir la más apropiada. Ya que el juego tiene un número acotado de reglas y jugadas posibles, fue posible crear un programa diseñado especialmente para llevar a cabo la tarea.

Pero ¿qué pasa cuando los pasos a seguir para llegar a una respuesta no son claros? Es aquí cuando se vuelven esenciales los avances en Inteligencia Artificial. Para evitar confusiones, estamos considerando a la Inteligencia como la capacidad de aprender a resolver problemas, poniendo mucho énfasis en el aprendizaje, y diferenciándola claramente de la capacidad de memorizar. Así, un computador con una gran capacidad de cálculo y que haya “memorizado” la forma de resolver ciertos problemas (mediante su programación), NO es un sistema inteligente.

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