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

Nueva metodología permite estudiar en detalle las estructuras del cerebro

El cerebro esconde grandes misterios estructurales y funcionales y es un desafío de los neurocientistas poder esclarecerlos. Un equipo multidisciplinario de Investigadores de la Universidad de Stanford logró obtener un cerebro completo totalmente transparente a través de una técnica que bautizaron como “CLARITY”. Parece sorprendente, pero utilizando la Bioingeniería fueron capaces de transparentar el órgano completo. De esta manera pudieron estudiar en detalle, a través imágenes en tres dimensiones (3D), las diferentes estructuras que lo conforman mediante técnicas de microscopía. Esta técnica abre un enorme camino hacia el estudio de estructuras subcelulares en un tejido u órgano completo.

¿Como lo hicieron?

Los investigadores diseñaron un protocolo en el que sometieron el cerebro completo a una infusión de Formaldehido (Formalina) e hidrogel a una temperatura de 4°C. El formaldehido es una molécula que se unirá a todas las macromoléculas presentes en el tejido; tales como proteínas, ácidos nucleicos y pequeñas moléculas; a través de un proceso químico que forma entrecruzamientos (crosslinking) de las mismas, sin unión a lípidos. Al aumentar la temperatura a 37°C, el hidrogel comenzar a polimerizar uniéndose a la molécula de formaldehido formado finalmente una estructura híbrida con las diferentes moléculas denominada malla de hidrogel. Esta malla de hidrogel soporta físicamente toda la estructura del tejido incorporando las biomoléculas presentes.
Un problema recurrente es la presencia de lípidos pertenecientes a las membranas ya que producen dispersión de la luz, lo que quita transparencia al tejido y produce impermeabilidad a diferentes moléculas como anticuerpos y marcadores.
Para eliminar este problema, los científicos diseñaron una metodología llamada “aclaramiento electroforético del tejido”. Así pueden eliminar los lípidos y ahorran mucho tiempo ya que no utilizan la extracción de lípidos por solventes orgánicos, que podría tomar meses.
De esta manera, obtienen una malla de hidrogel que soporta toda la estructura molecular del tejido. Esto es muy ventajoso para los investigadores ya que al tener solo la malla y las biomoléculas sin la interferencia de los lípidos, pueden realizar marcajes específicos a través de anticuerpos, los que pueden ser eliminados (eluídos) y el tejido puede ser nuevamente incubado con otro anticuerpo para observar otras estructuras del tejido.

¿Cuáles son las ventajas?

Utilizando la técnica CLARITY, la pérdida de proteína del tejido completo es mínima. Esto indica que la malla de hidrogel formada es muy estable y preserva la estructura molecular del tejido.
Al no poseer lípidos, la permeabilidad del tejido aumenta. Esto hace posible que se puedan utilizar diferentes marcadores para detectar una amplia variedad de blancos moleculares ya que se pueden realizar reconstrucciones de imágenes en 3D en las cuales se pueden identificar moléculas como el ADN, proteínas sinápticas y neurotransmisores como GABA (acido-ƴ-aminobutirico).
Todo eso es posible ya que, sorprendentemente, se pueden realizar imágenes del cerebro completo y no es necesario realizar cortes finos al tejido que puedan deformarlo o entregar información incierta en las imágenes. Esta técnica, preserva toda la estructura permitiéndonos, por ejemplo, estudiar el trayecto de solo un axón por todo el tejido y además, nos entrega valiosa información acerca de la morfología tridimensional y topológica de las diferentes células de interés presente en el cerebro.

¿Cuáles son las posibles aplicaciones?

Este gran avance en el campo de la bioingeniería y la neurociencia, puede ser utilizado para estudiar en detalle el cerebro humano usando muestras extraídas post-mortem y tejido conservado en formaldehido por largos periodos de tiempo.
Una de las aplicaciones más destacables es que se podrían estudiar una amplia variedad de muestras clínicas. Así, esta técnica es una herramienta muy importante para que los científicos puedan entender aún más la morfología y topología tridimensional de diferentes estructuras de un cerebro sano o cambios morfológicos en enfermedades tales como autismo, depresión o adicción.

Artículo Original: http://www.nature.com/nature/journal/v497/n7449/full/nature12107.html

Oscar Jara

Nacido en Valparaíso. En su tiempo libre le gusta ir a la cancha a ver a su querido “Decano”, no deja pasar una buena tocata Porteña y disfruta siendo baterista de la banda emergente “Aguja Vieja”. Actualmente es estudiante de Doctorado en Ciencias mención Neurociencia en la Universidad de Valparaíso.

 

 

 

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Cafeína durante mi embarazo: ¿Un riesgo?

Más de alguna vez hemos escuchado que el consumo de cafeína en bebidas como el café, la Coca-Cola o bebidas energéticas, se asocia a ciertos efectos positivos para el cuerpo humano, como por ejemplo el promover el estado de vigilia. Sin embargo poco se conoce sobre los efectos negativos que tiene el consumo de esta sustancia, sobre todo en períodos de gestación.

¿Puedo tomar café durante mi embarazo?

Quizás esta sea una de las primeras preguntas que las mujeres embarazadas hacen a los doctores y no es una pregunta trivial, si consideramos que en países como Estados Unidos el consumo de cafeína durante el embarazo es considerado totalmente aceptable. Recientemente un estudio publicado en la revista Science, a cargo de la neurocientífica Carla Silva ha demostrado que el consumo de cafeína durante el embarazo podría no ser tan beneficioso para la salud de los bebes. Para llegar a esta conclusión, el equipo utilizó ratones hembras preñadas a las que se les agregó cafeína al agua que bebían 15 días antes del apareamiento prolongándose hasta después que nacieran las crías. Una vez transcurrido este periodo los investigadores examinaron la migración de ciertos tipos de neuronas en el cerebro de las crías de los roedores. Sorprendentemente encontraron que la cafeína retrasa la migración de estas neuronas, lo que se traduce en un desarrollo inmaduro del sistema nervioso de estas crías en comparación a las camadas de las madres que no bebían cafeína. Finalmente los individuos expuestos a la sustancia tuvieron un número similar de neuronas en comparación con ratones libres de la droga, sin embargo, las crías expuestas a la cafeína durante la gestación tuvieron problemas en pruebas de aprendizaje y memoria, además, de ser susceptibles a sufrir ataques convulsivos a medida que crecían. 

Si bien estos estudios sugieren que el consumo de cafeína durante el embarazo podría tener efectos negativos sobre los fetos de madres embarazadas, los resultados no son completamente extrapolables a los seres humanos. Además es necesario replicar varias veces estos estudios en roedores y en otros modelos animales, para tener una visión más generalizada de los reales efectos de la cafeína sobre nuestro organismo.

Artículo original: http://stm.sciencemag.org/content/5/197/197ra104.abstract 

Migración Celular

El proceso de migración consiste en el desplazamiento de las células nerviosas desde el lugar en el que han nacido hasta su zona de destino. Las neuronas nacen en la parte ventricular del tubo neural y poco después comienzan su migración . Al inicio de este proceso las neuronas se sitúan entre la zona ventricular y la zona marginal formando la zona intermedia que no es más que una ubicación transitoria. Es un proceso realmente complejo ya que para muchas de las neuronas la migración consiste en desplazarse una larga distancia y salvar grandes obstáculos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Migraci%C3%B3n_neurona


Edgard Mesa

Professor de biología y ciencias. Licenciado en educación. Estudiante de magister en neurociencias de la Universidad de valparaíso. Trabaja en el laboratorio de neurobiología y conducta a cargo del professor Alexies Dagnino. En donde se dedica a estudiar los efectos de la cafeína sobre la reconsolidación de la memoria y el aprendizaje. 

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Olvidando el Alcoholismo

El alcoholismo es una adicción que constituye un problema de salud pública que afecta a la sociedad en todos sus niveles, por lo que el desarrollo de tratamientos efectivos es una necesidad. Los tratamientos actuales son poco efectivos y los adictos sufren constantes recaídas luego de comenzado este proceso. Al igual que en otras adicciones, se ha mostrado que la memoria es un factor importante en la recaída, ya que los consumidores asocian al alcohol ciertas claves o recuerdos; por lo que la reactivación de estas memorias generan en el adicto la necesidad de retomar el consumo. Con el fin de abordar esta problemática, en agosto de 2013 un equipo de trabajo de la universidad de California (San Francisco), encabezado por la científica Dorit Ron publicó un estudio en la revista Nature Neurosciences, donde analizaron cómo la eliminación de las memorias asociadas al consumo de alcohol puede evitar esta recaída en el consumo.

El equipo de la Dra Dorit Ron, utilizó ratas como modelo de estudio y descubrió que una proteína llamada mTORC1 está involucrada en la formación de las memorias asociadas a la adicción al alcohol. En la formación de la memoria a largo plazo participan neuronas de varias estructuras del cerebro, las cuales generan nuevas proteínas para establecer nuevas interacciones entre ellas. Investigaciones anteriores mostraron que mTORC1 participa en la producción de nuevas proteínas en neuronas. En base a esto, el equipo de la Dra Ron indujo una adicción al alcohol a un grupo de ratas y demostró que al reactivar la memoria a estas mediante un olor (olor a alcohol), se activa la proteína mTORC1. En contraste, a ratas que se le indujo una adicción pero que no son reactivadas las memorias del alcohol no se produce la activación de mTORC1. Por lo tanto, esto demostró la participación de mTORC1 en la reactivación de las memorias al alcohol.

A continuación los investigadores buscaron eliminar los recuerdos asociados al consumo de alcohol para así analizar su efecto en la recaída; para esto anularon la función de la proteína mTORC1 mediante la inyección de una droga llamada rapamicina en ratas que se les indujo una adicción al alcohol. Este experimento mostró que las ratas tratadas con rapamicina, a pesar de reactivarles la memoria, tuvieron muy poca o nula recaída en el consumo de alcohol, lo que no fue así en las ratas no inyectadas. Finalmente mostraron que el efecto de la rapamicina sólo es eficaz si se realiza en un espacio de tiempo determinado después de la reactivación de la memoria. Por lo tanto, este estudio mostró que la eliminación de la activación de la memoria asociada al alcohol evita la recaída en el consumo.

Muchos estudios previos sobre la memoria han mostrado que luego de generarse un recuerdo, este es almacenado. Cuando se evoca o reactiva este recuerdo se hace frágil, lo que hace posible fortalecerlo o eliminarlo. El trabajo del equipo de la universidad de California, muestra la importancia de la memoria en la recaída en el consumo de alcohol, pero además muestra que es posible eliminar farmacológicamente estas memorias una vez que son reactivadas, lo que reduce considerablemente la recaída en el consumo de alcohol. Esto se explicaría por la fragilidad de estos recuerdos cuando son activados, lo que hace posible eliminarlos. De esta forma este estudio plantea un posible mecanismo para poder desarrollar estrategias para los tratamientos de adicción al alcohol, aboliendo las memorias asociadas a éste, lo que permitiría la reducción o la eliminación de la recaída en el consumo, lo cual podría mejorar considerablemente los resultados de estos tratamientos.

  Articulo original: http://www.nature.com/neuro/journal/v16/n8/full/nn.3439.html

 

Cristian Calfún

Bioquímico y estudiante del programa de Doctorado en ciencias mención neurociencias de la Universidad de Valparaíso. Actualmente se encuentra realizando su tesis doctoral en el laboratorio de Desarrollo y Neurogenética del CINV.

 

 

 

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Cuidar el cerebro de tu bebé implica más que una alimentación sana

Expertos realizaron un estudio que hasta ahora se había experimentado sólo con modelos animales y lograron entregar datos reveladores

Un equipo de científicos finlandeses acaba de concluir que la exposición fetal a los patrones melódicos de sonido puede formar representaciones neurales que duran varios meses.

Ya no es desconocido los efectos que produce la música durante el período de gestación. Desde el último tiempo ha ido en incremento el interés por el estudio de los efectos de este arte en los infantes, el que se inició fuertemente con el popular “efecto Mozart”.

Los finlandeses no se quedaron atrás y realizaron una investigación cuyos resultados prometen ser reveladores.

El estudio consistió en reunir a un grupo de mujeres embarazadas a las que se le pidió que escucharan una melodía en particular (Twinkle Little Star) 5 veces por semana, desde 29 semanas de gestación hasta la fecha de parto.

El mismo ejercicio se realizó a los bebés de estas mujeres, esta vez escuchando 9 veces la canción. Mediante la utilización de electrodos en su cabeza se realizó un registro de la actividad cerebral cuando escuchaban la melodía original y la versión modificada.

Con esto determinaron que los bebés podían identificar la melodía que escucharon cuando se encontraban en el vientre de su madre, resultados que son avalados por muchas investigaciones realizadas con anterioridad, donde se ha demostrado que los bebés pueden reconocer voces y lenguas nativas de sus padres o familiares.
Pero aún es más importante, que con este estudio se demuestra que la exposición prenatal a la música puede generar cambios a largo plazo sobre el desarrollo del cerebro y mejorar la actividad neural en respuesta a los sonidos utilizados durante el embarazo, un efecto hasta ahora sólo demostrado en modelos animales.
Además los autores indican, que el entorno con sonidos aversivos también pueden tener efectos negativos duraderos sobre el bebé. Estos entornos pueden ser, por ejemplo, lugares de trabajo ruidosos y, en el caso de los recién nacidos prematuros, unidades de cuidados intensivos neonatales. Por lo tanto, se plantea que si existe una exposición prenatal a un ambiente sonoro que no implique mucho ruido, podría ser beneficioso para el procesamiento auditivo de, por ejemplo, niños en situación de riesgo para la dislexia.

Fuente: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0078946 

 

María Teresa Salas Torrealba

Profesora de Biología y Ciencias, actualmente se encuentra realizando un Magister en Ciencias Biológicas, Mención en Neurociencias, en la Universidad de Valparaíso. Sus intereses por mejorar la educación se han enfocado en buscar explicaciones de lo que pasa en el cerebro de los niños y adolescentes a través de la ciencia.

 

 

 

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EL GEN ALTRUÍSTA

Un creciente cuerpo de investigaciones muestra que el humano no es sólo racionalidad y egoísmo, sino que también busca la equidad y el altruismo. Además, parecen existir bases genéticas para estas conductas.

Una de las cosas más bellas de la ciencia es que nos permite poner a prueba cosas que damos por sentadas. Por ejemplo, si le hago la pregunta “¿Qué es lo que motiva a las personas a ejercer tal o cual actividad?”, probablemente usted me responda: “El interés propio, el afán de dinero”. Es algo que se asume como cierto en muchas teorías económicas e, incluso, en la elaboración de políticas públicas. Sin embargo, uno puede pensar: “¿Es realmente el ser humano egoísta? ¿Realmente lo que le motiva es su propio beneficio, entendido éste algo así como el obtener la mayor cantidad de dinero posible?”. Luego, habiéndose hecho estas preguntas, uno puede diseñar experimentos para poner a prueba esas “verdades” que asumimos como ciertas.

Imagine, por ejemplo, lo siguiente: Usted le entrega una cantidad de dinero a una persona y luego le ofrece la posibilidad de enviar cualquier suma de este dinero a un tercero. El tercero es un desconocido y ambos sujetos nunca se verán las caras. La predicción que haría un economista típico es clara: el humano es racional y egoísta, por tanto no le enviará ningún peso. Sin embargo, cuando este experimento se ha efectuado, la mayor parte de las personas envía algo de su dinero. Esto claramente contradice las predicciones de la teoría y muestra que existe un significativo grado de altruismo en la conducta humana.

En un reciente artículo publicado el año pasado (2013) por Martin Reuter y sus colegas de la Universidad de Bonn (Alemania), los autores utilizaron una conocida variación del experimento mencionado más arriba (el cual se denomina “Juego del Dictador”), conocida como “Juego del Ultimatum”. La dinámica del experimento es similar: dos desconocidos, llamémosles Elber y Rosamel (los cuales nunca se verán las caras), son asignados como pareja. El experimentador le entrega una suma de dinero a Elber (en este caso, €10) y le da la oportunidad de enviar alguna parte de su dinero a Rosamel, quedándose Elber con el dinero restante. Así, por ejemplo, si Elber decide enviarle €3, él se queda con €7 y Rosamel con €3. La diferencia es que, en el Juego del Ultimatum, Rosamel puede decidir si considera justo o no el envío de Elber: si lo considera justo, ambos se quedan con la suma repartida (Elber con los €7 y Rosamel con los €3), pero, si Rosamel considera que la repartición es injusta, puede rehusar recibir ese dinero. En este caso, ambos jugadores se quedan con €0. La predicción es que un agente que busca sólo maximizar sus utilidades aceptará cualquier oferta mayor a €0, porque recibir cualquier suma de dinero es mejor que recibir nada. Sin embargo, la gente no actúa de ese modo: en general, un Rosamel que recibe una cantidad de dinero muy inferior a la mitad del monto del que dispone Elber rechazará la oferta, quedándose ambos con €0. Piense un momento en la conducta de Rosamel: él está incurriendo en un costo (dado que decide perder dinero) por castigar una repartición que considera injusta. Estos experimentos muestran que no todo es racionalidad y egoísmo, sino que también motivaciones tales como el altruismo, el malestar ante la desigualdad y la justicia son importantes en la conducta humana.

Para hacer más interesante el asunto, los autores se preguntan si existen genes asociados a éstas conductas. Se puede pensar en los genes como los libros de una gigantesca biblioteca que existe dentro del núcleo de cada una de las células de nuestro organismo (incluyendo a las neuronas de nuestro cerebro, dado que también son células). Cuando las células deciden construir alguna proteína, toman de esta biblioteca los libros que contienen las instrucciones para hacerlo. Ahora, para construir la misma proteína pueden existir diversas copias del mismo libro: cada una de estas copias, cuyas instrucciones, salvo leves variaciones, son virtualmente iguales, se denominan “alelos”. Los diferentes alelos hacen que la misma proteína sea levemente distinta y funcione, por tanto, de un modo ligeramente diferente.

Continuemos: proteínas importantísimas para el funcionamiento del cerebro son los receptores de neurotransmisores: las neuronas liberan neurotransmisores y estos se unen con receptores presentes en otras neuronas, lo que permite que estas puedan comunicarse unas con otras. Como los genes de un individuo pueden tener distintos alelos (o sea, instrucciones distintas para construir diferentes versiones de la misma proteína), entonces cada individuo puede tener ligeras variaciones en el mismo receptor de un neurotransmisor, lo que hace que este tenga efectos distintos en el cerebro. Específicamente, Reuter y sus colegas analizaron cómo diferentes alelos del gen del receptor de dopamina, un conocido neurotransmisor, están asociados con la conducta de los humanos en el Juego del Ultimatum. Interesantemente, los autores encuentran que estos alelos están asociados con la conducta tanto de Elber como de Rosamel: si nos centramos en el caso de Rosamel, Reuter y sus colegas encuentran resultados similares a los que ya habían sido reportados por Songfa Zhong y sus colegas: los sujetos que no presentan un alelo específico de este gen tienden a rechazar ofertas más altas (o sea, priorizan lo justo que les parece la repartición por sobre el dinero que recibirán) que los sujetos que sí presentan ese alelo. En resumen, los autores muestran dos cosas: 1) que, para la mayor parte de los sujetos, lo justo que les parece una distribución de dinero es más importante que el dinero mismo y 2) que existen bases genéticas para éstas conductas.

El artículo de Reuter puede descargarse aquí:
http://www.frontiersin.org/human_neuroscience/10.3389/fnhum.2013.00242/abstract

Mientras que el de Zhong puede descargarse acá:
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0013765

 

Mauricio A. Aspé Sánchez

Psicólogo de la Universidad de Valparaíso y PhD(c) en esta misma casa de estudios. Actualmente desarrolla su tesis doctoral en el CINV y en la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) en Trieste, Italia. Su trabajo se centra en cómo ciertos neuropéptidos modulan algunas conductas económicas humanas.

 

 

 

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La Revolución de los “Minicerebros”

En la actualidad, conocemos un gran número de enfermedades que afectan al cerebro, manifestándose algunas de estas durante el desarrollo embrionario, mientras otras lo hacen durante la vida adulta de las personas. Lo óptimo sería analizar los síntomas y desarrollo de estas enfermedades directamente en las personas que las padecen, sin embargo, las técnicas utilizadas para realizar estos estudios pueden resultar invasivas y no es ético aplicarlas en humanos. Para estudiar la mayoría de estas enfermedades se han generado modelos animales por medio de la manipulación genética y farmacológica de ratas y ratones, que imitan parte de los síntomas de condiciones como la enfermedad de Alzheimer, Parkinson, Esquizofrenia, Epilepsia, Depresión, pero que presentan varias limitaciones desde el punto de vista biológico, psicológico, médico e investigativo por las diferencias obvias que separan a los humanos de estas especies. En este sentido es que la ciencia ha dado un gran salto en Agosto de 2013, de la mano de una investigación liderada por investigadores del Instituto de Biotecnología Molecular de la Academia Austriaca de Ciencias (IMBA por sus siglas en inglés) en colaboración con científicos de las universidades de Edinburgo, Cambridge y St George´s, cuyo aporte principal es la generación de un modelo “in vitro” del desarrollo del cerebro humano, modelo que en términos generales consiste en generar pequeñas estructuras con forma de cerebro, a partir de células madre de tejido nervioso, que reproducen muchos de los pasos que ocurren en la generación de un cerebro normal.

Cuando se cultivan las células madre en condiciones adecuadas, estas pueden generar pequeños “organoides” con características similares a ciertas estructuras del cerebro. En este estudio, los investigadores introdujeron las células madres embrionarias en moldes hechos de una mezcla gelatinosa de proteínas (conocida como Matrigel) y este a su vez fue introducido en un artefacto, conocido como biorreactor giratorio, que contiene el medio químico que permite el desarrollo de estas células y al mismo tiempo que monitorea los niveles adecuados de oxigenación y temperatura, similares a las del útero materno. Es en el biorreactor donde ocurre el desarrollo de estructuras más grandes y más complejas que los “organoides” antes descritos, llegando a tamaños de alrededor de 4mm de diámetro y que al cabo de 30 días presentan regiones del cerebro bien definidas.

En la investigación se demostró que este modelo, a pesar de su pequeño tamaño, reproduce aspectos específicos del desarrollo del cerebro humano normal y presenta estructuras que se identifican con regiones cerebrales, observándose incluso una corteza cerebral dividida en regiones similares a las regiones motoras, visuales y otras áreas del cerebro normal. Durante el desarrollo de estos “minicerebros” además se observan patrones de reproducción celular también comparables a los que ocurren en el cerebro normal, que permiten que en estas estructuras, las neuronas, se organicen en capas dentro de la corteza, lo que también es una característica humana. Además, se debe destacar el hecho de que las neuronas que forman parte de estas estructuras cerebrales presentan actividad neural, es decir, funcionan como neuronas normales.

En la misma investigación, este modelo fue utilizado para simular, por medio de la manipulación genética de las células madres, las características de una enfermedad que hasta ahora no había podido ser modelada correctamente en roedores, provocada por la mutación de un gen, cuya principal característica es el tamaño anormalmente reducido de la cabeza. Los investigadores observaron que al mutar el gen de las células madre que originan los “minicerebros”, estos adquirían características anormales, similares a las que se presentan en esta enfermedad, tales como un número reducido de células, células ubicadas en orientaciones que no correspondían a lo normal y pérdida de células progenitoras, esto junto con un aspecto general distinto al observado en los “minicerebros” obtenidos de células sin alteraciones genéticas.

Los “minicerebros”, a pesar de ser estructuras que se originan a partir de células humanas, no presentan problemas éticos al momento de su manipulación y nos entregan una oportunidad que nunca antes había existido para modelar enfermedades que afectan el cerebro humano. 

 

 

Figura 1: Esquema que gráfica los pasos para la obtención de los minicerebros con los diferentes estados desde el nivel de una célula (célula madre pluripotencial humana), hasta los minicerebros. 

Fuente: (http://www.nature.com/nature/journal/v501/n7467/fig_tab/nature12517_F1.html).

Artículo original:
http://www.nature.com/nature/journal/v501/n7467/full/nature12517.html
 

 

Jesús Olivares Dubart
Licenciado en Biología y Profesor de Biología, se encuentra terminando su Magister en Neurociencias en la Universidad de Valparaíso y es alumno de segundo año de Doctorado en Neurociencias de la misma Universidad. 
 
 
 
 
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Científicos descubren la manera de alterar nuestros recuerdos mientras dormimos

¿Se imagina poder modificar algún recuerdo traumático como hechos de violencia, accidentes, catástrofes, etc., mediante un tratamiento cómodamente aplicado cuando usted duerme? Gracias al reciente estudio de Katherina K. Hauner y sus colaboradores de Northwestern University de Chicago, esta técnica a la que se hacía alusión en la película “El Eterno Resplandor de Una Mente Sin Recuerdos”, ya no sería solo una ficción.
Investigaciones previas ya habían señalado la importancia del dormir para nuestra memoria. Basados en esos hallazgos, el equipo de Hauner diseñó un experimento basado en el condicionamiento clásico. El condicionamiento clásico es un procedimiento en el cual se expone a un sujeto a un estímulo neutro en forma simultánea a otro estímulo (agradable o desagradable), para que así éste genere en su memoria una asociación entre ambos. En el experimento de Hauner, se solicitó a 15 personas sanas que observaran 2 fotografías de rostros, las cuales se presentaban acompañadas de un olor a cítrico que funcionaba como una clave contextual, es decir, una pista que servía como recordatorio de los rostros observados. A su vez, una de las caras se asociaba a un leve golpe de corriente en un pie, de modo de condicionar una respuesta de miedo frente a ese rostro. Como era de esperar, cada vez que los sujetos volvían a observar ese rostro, presentaban una respuesta de miedo a nivel fisiológico. Esto ocurría aunque ya no estuviera presente el golpe de corriente, puesto que la respuesta de miedo había sido condicionada.
En una segunda fase del experimento, se les pidió a las mismas personas que hicieran una siesta mientras se registraban sus ondas cerebrales con electroencefalografía. Cuando los sujetos alcanzaban la fase de sueño de ondas lentas (sueño profundo), eran expuestos por unos minutos al mismo olor a cítrico que previamente se había asociado a los rostros como clave contextual. Una vez despiertos, se les presentaba nuevamente las fotografías de caras, observándose que su respuesta fisiológica de miedo había disminuido significativamente frente al rostro que previamente iba acompañado de un golpe de corriente.
¿Por qué ocurrió lo anterior?, esto sucedió porque la exposición al olor a cítrico durante el sueño profundo, funcionó como un recordatorio de la situación traumática que, al no ir esta vez acompañado de un golpe de corriente, permitió al cerebro de los sujetos “aprender” que ya no era necesario generar una respuesta de miedo frente a ese estímulo (rostro), pues éste no representaba ningún potencial peligro (golpe de corriente). El fenómeno anteriormente descrito, se conoce con el nombre de “Extinción de la Respuesta Condicionada” y se define básicamente como un proceso en el cual cesa el condicionamiento. Hace años se sabía que este proceso de extinción de una respuesta condicionada puede ocurrir mientras estamos despiertos, pero no se sabía que también puede lograrse mientras dormimos. Con este experimento, Hauner y sus colaboradores, lograron demostrar que la fase de sueño profundo es un momento clave en la cual es posible extinguir emociones asociadas a experiencias aversivas, además de evidenciar que tenemos la capacidad de adquirir nueva información mientras dormimos.
Los resultados de esta investigación podrían dar pie a eventuales tratamientos para aquellos trastornos asociados a experiencias traumáticas, como lo sería el caso de las fobias e incluso el Trastorno por Estrés Postraumático, siendo especialmente útil si se aplica de forma inmediata al evento traumático, pues permitiría prevenir importantes secuelas psicológicas.

 

Link Artículo: http://www.nature.com/neuro/journal/v16/n11/full/nn.3527.html

 

Ann Mary Iturra

Psicóloga, Magíster en Educación y actualmente se encuentra realizando su tesis de Magíster en Ciencias Biológicas con mención en Neurociencia de la Universidad de Valparaíso.

 

 

 

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Diseñan Videojuego que ayuda a revertir el deterioro de las habilidades cognitivas

Es sabido que conforme avanza la edad, vamos perdiendo gradualmente algunas de nuestras facultades mentales; diversas tareas se hacen cada vez más difíciles o al menos más lentas. Grandes esfuerzos se invierten para entender las causas de estos deterioros y cómo prevenirlos o revertirlos. De la misma forma en que se ejercitan los músculos para mantenerlos en buen estado funcional, se ha planteado que una de las formas de evitar los efectos de la edad es mantener la mente activa, sin embargo, a diferencia del cuerpo, aún no es claro cuáles serían los mejores “ejercicios” para mantener la mente en buena forma.
Científicos de la Universidad de California, en Estados Unidos, desarrollaron un videojuego diseñado para evaluar las capacidades multitarea del jugador y mejorarlas mediante entrenamiento. El juego consiste en conducir un vehículo por una pista y al mismo tiempo discriminar entre distintos símbolos que aparecen en la pantalla, debiendo presionar un botón distinto dependiendo del signo presentado; el puntaje obtenido dependerá de qué tan bien desempeñen ambas tareas. Un factor importante es que la dificultad se va modificando de acuerdo al desempeño del jugador, lo que permite comparar los resultados obtenidos por personas con distintos niveles de habilidad.
En el artículo, publicado en la revista Nature en septiembre del 2013, mostraron la comparación de los puntajes obtenidos por personas desde 20 a 79 años y vieron que efectivamente había una disminución en las capacidades de multitarea a medida que avanza la edad. Sin embargo, luego de un mes de entrenamiento con el juego, adultos mayores de entre 60 y 85 años mejoraron notablemente su desempeño, llegando incluso a superar los puntajes de los individuos jóvenes. Lo más interesante es que esto no implica sólo una mejora en la capacidad de dominar el videojuego, sino que habían mejoras cognitivas en otras habilidades que se ven afectadas por la edad, como la capacidad de atención sostenida y la memoria de trabajo. Más aún, estos efectos no se veían solamente después del entrenamiento, sino que se mantenían hasta al menos seis meses después.
Al analizar la actividad cerebral de estos individuos mediante electroencefalografía, se pudo ver que los ancianos que tuvieron el mes de entrenamiento con el juego presentaban un aumento notorio en las mediciones que tienen relación con el control cognitivo, en comparación con individuos que no tuvieron el entrenamiento o que entrenaron con una versión del juego en que sólo tenían que hacer una de las dos tareas.
En comparación con otros intentos por mejorar las facultades mentales perdidas con la edad en que sólo se ven leves mejoras, este método de entrenamiento permitió obtener grandes mejoras no sólo en la tarea entrenada (jugar el videojuego), sino que también en otras tareas, lo que podría llevar a mejoras en el diario vivir.
Varios reportes han mostrado que el jugar videojuegos, aún los convencionales, pueden ayudar a mejorar ciertas habilidades mentales en jóvenes y también mejorar la calidad de vida de ancianos, sin embargo, este es uno de los primeros casos en que se muestra una mejora a nivel neurológico y no sólo conductual. Si bien aun faltan estudios para entender en detalle los mecanismos neurológicos de esta mejora en las habilidades cognitivas, este videojuego se presenta como una herramienta prometedora tanto para diagnóstico como para el tratamiento de la pérdida de capacidades mentales ocasionadas por el envejecimiento.

Artículo original:  http://www.nature.com/nature/journal/v501/n7465/full/nature12486.html

Laboratorio donde se desarrolló el estudio: http://gazzaleylab.ucsf.edu/neuroracer.html

 

César Ravello

Licenciado en Ciencias Biológicas y aficionado a la fotografía en sus tiempos libres, se vino desde Santiago para cursar el Doctorado en Neurociencia.

 

 

 

 

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