Cerebro del niño evoluciona como Internet

Especial: Cerebro Humano

El proceso de maduración del cerebro humano es similar al desarrollo de Internet: el cerebro pasa de un estadio de centros aislados, con malas conexiones con otros centros, a convertirse en una red completamente integrada. Esto es lo que revela un estudio reciente realizado por investigadores de la EPFL de Suiza, en el que se elaboraron los mapas de las conexiones neuronales de personas de entre dos y 18 años. Para el desarrollo de esta cartografía se creó un programa informático especial que ayudará a comprender mejor la esquizofrenia y la epilepsia, entre otras aplicaciones.

El cerebro de un niño muy pequeño funciona como Internet en sus inicios, y el de un adolescente como una compleja y moderna red de fibra óptica.

Esto es lo que ha revelado un estudio sobre la sustancia blanca del cerebro, realizado por científicos de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) y de la Universidad de de Lausanne (UNIL), en Suiza, en colaboración con investigadores de la Escuela Médica de Harvard y de la Universidad de Indiana, en Estados Unidos.

Técnica aplicada

Los científicos afirman que el cerebro humano se encuentra en constante evolución. A lo largo de toda nuestra vida, las redes de fibras neuronales que conectan entre sí las diversas áreas del cerebro no dejan de aumentar en número y eficacia.

Según publica la EPFL en un comunicado, gracias a una tecnología puntera, los investigadores pudieron observar estas redes de fibras neuronales y su desarrollo, mediante la comparación de cerebros de personas de distintas edades.

La finalidad de la investigación era comprender mejor el proceso de maduración del cerebro humano, desde la más tierna infancia hasta el final de la adolescencia.

La técnica empleada, no invasiva, fue una técnica denominada tractografía de IRM, explican los científicos en la revista PNAS. Esta técnica aplica la IRM (tecnología de registro de imágenes por resonancia magnética) y analiza, con un programa informático, las imágenes registradas.

Con la tactrografía se observa, en concreto, la simetría de la difusión del agua en el cerebro: los haces de tractos de fibras hacen que el agua se difunda asimétricamente en el cerebro. Esta asimetría, denominada anisotropía, permite calcular el número de fibras en cualquier región cerebral, dado que existe una relación directa entre la cantidad de fibras y el número de anisotropía (asimetría del agua).

Novedoso programa informático

Los científicos desarrollaron el programa informático aplicado en la tractografía de IRM del presente estudio. Este software permitió realizar la cartografía de la conectividad neuronal del cerebro de los individuos estudiados.

Según explica al respecto del programa informático creado Jean-Philippe Thiran, profesor de la EPFL y director del Laboratorio de tratamiento de señales de dicha escuela: “nuestro software combina una serie de procesos: empieza con la IRM individual y culmina con la creación de un mapa personalizado de las redes de fibra que se encuentran en el cerebro”.

Para el desarrollo y utilización del sistema completo ha sido necesario todo un equipo de matemáticos, físicos, y médicos. Los resultados obtenidos demuestran que la tecnología empleada podría hacer progresar las investigaciones sobre algunos trastornos neuronales, como la epilepsia o la esquizofrenia.

Reconstrucción tractográfica de las conexiones neurales a través de imagen por resonancia magnética. Fuente: Wikimedia Commons.

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Tendencias 21

Los niveles de ácido láctico podrían indicar el inicio del envejecimiento cerebral

Especial: Cerebro Humano

Según un estudio del Instituto Karolinska en Estocolmo (Suecia) que se publica en la edición digital de la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (PNAS).

Los investigadores podrían controlar el progreso del envejecimiento midiendo los niveles de ácido láctico en el cerebro. Los investigadores han sospechado durante largo tiempo que el envejecimiento se produce a partir de un daño gradual al ADN mitocondrial, el material genético necesario para producir energía a partir de los alimentos.

Estudios previos han vinculado las mutaciones en el ADN mitocondrial humano con los trastornos del sistema nervioso central asociados a la edad como el Alzheimer y el Parkinson.

Los científicos, dirigidos por Lars Olson, investigaron esta teoría al examinar los procesos metabólicos del cerebro de ratones de edad avanzada normales y con envejecimiento prematuro.

Los investigadores descubrieron que la alteración del ADN mitocondrial desencadena un cambio metabólico en el cerebro de los ratones que podría alterar la expresión de ciertos genes que controlan la formación del ácido láctico.

Según los autores, este cambio produce un aumento en los niveles de ácido láctico en el cerebro que podría detectarse utilizando técnicas de imagen no invasivas. Los descubrimientos también sugieren que los niveles de ácido láctico se elevan antes que otros indicadores del envejecimiento y que, a falta de posteriores investigaciones, se podría utilizar para detectar las enfermedades asociadas a la edad del sistema nervioso central.

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Europa Press

Un mecanismo cerebral hace que el estado de ánimo sea sensible a la luz

Especial: Cerebro Humano

• Luces de ciertos colores condicionan el procesamiento de estímulos.
• Lo han comprobado investigadores de varios países mediante una técnica de registro de imágenes de la actividad neuronal.
• La organización funcional del cerebro se ve afectada, por ejemplo, por la luz azul, según publica 'Tendencias 21'.

Todo el mundo sabe que un día soleado mejora el estado de ánimo. Sin embargo, los mecanismos neuronales subyacentes a este efecto han sido un misterio durante mucho tiempo.

Recientemente, investigadores del Centro de Investigación Cyclotron de Bélgica y de otros centros de investigación de la Universidad de Ginebra y de la Universidad de Surrey, en Inglaterra, han investigado el efecto inmediato de la luz y sus tonalidades en el cerebro humano, según publica Tendencias 21.

Utilizando una técnica de registro de imágenes de la actividad neuronal denominada fMRI (exploración de resonancia magnética funcional), los investigadores pudieron comprobar cómo las luces de ciertos colores condicionan la manera en que el cerebro procesa los estímulos emocionales.

Un grupo de voluntarios escucharon "voces coléricas" y "voces neutras" mientras eran expuestos a una luz azul o a una luz verde. De esta forma, se constató que la luz azul aumentaba la interacción entre una parte del cerebro relacionada, entre otras funciones, con la voz, el hipotálamo (región del cerebro esencial para la regulación de los ritmos biológicos por la luz) y la amígdala (área cerebral clave en la regulación emocional).

Según los investigadores, esta constatación demuestra que la organización funcional del cerebro se ve afectada por la luz azul. Comprender bien el efecto de la luz sobre el estado de ánimo permitirá desarrollar terapias con luz, pero también ayudarnos a utilizar apropiadamente la luz en la vida cotidiana, en entornos como el hogar o el lugar de trabajo.

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20 Minutos

Hallan cómo evitar el daño de un derrame cerebral

Especial: Cerebro Humano

Científicos descubren un mecanismo que podría ayudar a la gente a recuperarse mejor tras de un derrame cerebral

Científicos en Estados Unidos descubrieron un mecanismo que podría ayudar a la gente que sufrió un derrame cerebral a recuperarse mejor.

Los investigadores de la Universidad de California, en Los Ángeles, (UCLA) encontraron porqué es tan difícil que el cerebro recupere sus funciones después de un derrame.

La clave, afirman en la revista Nature, es una molécula que evita que las células cerebrales trabajen apropiadamente.

Y si se bloquea esta molécula se podrían revertir los daños causados por un derrame, agregan.

El derrame cerebral es una de las principales causas de discapacidad en adultos. Actualmente el único tratamiento para los pacientes que sufren este trastorno es la rehabilitación física pero no existen medicamentos que ayudan a la recuperación neurológica.

El nuevo estudio, dicen los expertos, podría conducir al desarrollo de uno de estos fármacos.

Muerte celular

Un derrame cerebral ocurre cuando una zona del cerebro queda privada de oxigeno debido al bloqueo o rompimiento de un vaso sanguíneo.

Cuando esto ocurre las células de la zona afectada comienzan a morir. Y aunque nada puede revertir esta muerte celular, se sabe que las células que rodean a la zona dañada juegan un papel crucial en la capacidad del cerebro para recuperarse y compensar por el daño causado.

Este proceso de "reinstalación", en el que las células cerebrales vecinas crean nuevas conexiones para reemplazar a las células perdidas durante el derrame, puede determinar, en parte, el grado de discapacidad que algunos de los pacientes sufrirán a largo plazo.

Ahora los investigadores de la UCLA descubrieron que existe un proceso dentro de las células cerebrales vecinas que parece estar obstaculizando ese proceso de reinstalación.

Según los científicos, la acumulación de una molécula, llamada GABA, parece apagar la actividad de esas células vecinas cuando precisamente deberían estar trabajando lo más duro posible para formar nuevas conexiones.

En el estudio los investigadores provocaron derrames en ratones y cuando les suministraron un fármaco que bloqueó a esa molécula mostraron una mejor capacidad de recuperación de movimiento.

Cuando modificaron genéticamente a los ratones para hacerlos menos receptivos a la GABA encontraron resultados similares, lo cual confirmó su teoría.

Los científicos creen que la investigación ofrece la posibilidad de crear un nuevo tipo de fármaco que mejore la recuperación en los pacientes que sufrieron un derrame.

Aunque subrayan que todavía falta confirmar estos resultados con ensayos clínicos en humanos, el estudio con ratones ofreció además otra ventaja importante.

Actualmente las estrategias para limitar el daño de un derrame incluyen los fármacos trombolíticos que se inyectan en el paciente lo más pronto posible tras un derrame para disolver coágulos, reestablecer la circulación y limitar el área cerebral afectada.

Pero esto requiere enfrentar una carrera contra reloj para tratar al paciente urgentemente cuando sufre el derrame.

Los investigadores de la UCLA descubrieron que el bloqueo de la GABA produjo los mejores resultados cuando el proceso fue llevado a cabo tres días después del derrame.

De hecho, dicen, cuando se trató a los animales inmediatamente después del derrame empeoró los daños causados por éste.

"Un elemento importante en tratamiento del derrame es el momento en que se suministran los fármacos" expresa el profesor Tom Carmichael, quien dirigió el estudio.

"Descubrimos que si bloqueamos la inhibición tónica (la acumulación de GABA) demasiado pronto se puede producir la muerte celular, pero si se retrasa el tratamiento por tres días tras el derrame, esto promuevo la recuperación funcional sin alterar el tamaño de la zona afectada", explica.

Los investigadores planean ahora confirmar estos resultados con más pruebas y posteriormente diseñar un ensayo clínico para seres humanos en los cuales se podrían probar varios fármacos "prometedores" que ya existen actualmente.

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El Nacional

La estimulación eléctrica del cerebro mejora la habilidad matemática

Especial: Cerebro Humano

La estimulación eléctrica de un área particular del cerebro mejora la capacidad matemática de una persona durante al menos seis meses, según un estudio de un grupo de científicos de la universidad de Oxford (Inglaterra) que publica hoy la revista Current Biology.

Los expertos han determinado que con la estimulación eléctrica del lóbulo parietal del cerebro se mejora la capacidad de las personas para resolver problemas numéricos.

Se trata de un hallazgo que, según los científicos, podría ayudar a aquellas personas que sufren de discalculia, una dificultad de aprendizaje específica de las matemáticas.

Algunos estudios previos apuntaron que una de cada cinco personas tiene dificultad con las matemáticas, lo que no sólo afecta a su capacidad para solucionar problemas, sino también para gestionar actividades diarias como la organización de las propias finanzas.

Los neurocientíficos creen que la actividad que se desarrolla dentro del lóbulo parietal desempeña un papel crucial en esta capacidad, o en su ausencia, según señala este estudio.

Cuando en investigaciones anteriores los expertos emplearon campos magnéticos para alterar la actividad en esa parte del cerebro, algunos voluntarios desarrollaron discalculia temporal.

En este último estudio, el equipo científico dio un paso más al desarrollar el experimento contrario para mejorar las habilidades aritméticas de las personas.

Para ello, se aplicaron corrientes de estimulación transcraneal directa (tDCS) a voluntarios a los que sometieron a diferentes ejercicios de cálculo.

Aquellos a los que se les aplicó la técnica tDCS en el lóbulo parietal de derecha a izquierda demostraron ser más rápidos y mejores en la resolución de los test que los que no habían recibido ningún estímulo eléctrico.

Los expertos repitieron las mismas pruebas seis meses después y, de nuevo, las personas a las que se les había estimulado el cerebro mediante la citada técnica rindieron mejor que las otros.

Cohen Kadosh indicó que, aunque el hallazgo "no convertirá a nadie en un genio, se podría desarrollar un aparato que ayude a los niños con pocas capacidades numéricas a mejorar sus habilidades matemáticas".

Por su parte, Christopher Chambers, de la Universidad de Cardiff (Reino Unido) afirmó que aún hay que ver "si los efectos son específicos para competencias numéricas o si se trasladan a otras capacidades que dependen del aprendizaje".

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El Día (España)

Diferencias entre el cerebro del varón y de la mujer

Especial: Cerebro Humano

No puede decirse que uno sea mejor que el otro. Son, según la ciencia, simplemente distintos.

Cuando un hombre enfurece tiende a desahogarse físicamente: grita, golpea y manotea. Las mujeres, por el contrario, manifiestan su ira principalmente en forma vocal o con llanto.

Podría decirse, en últimas, que frente a los sentimientos ellos reaccionan en forma instrumental y ellas, de una manera simbólica.

Esto llevó a los científicos a preguntarse si esto tendría que ver con la cantidad de materia gris en el cerebro -que es más baja en los hombres- o con el hecho de que las mujeres tienen más conexiones entre sus dos hemisferios, lo que facilita su habilidad verbal.

Hoy la respuesta es sí. Si algo han ido concluyendo a través de sus investigaciones, es que las diferencias en el comportamiento son el reflejo de que, tanto estructural como funcionalmente, el cerebro masculino y el femenino son diferentes.

Prejuicio vs. experimentos

Los trabajos sobre el tema se han orientado, más bien, a dilucidar en dónde se afincan esas variaciones del comportamiento. Estas discusiones, valga decirlo, han sido permeadas por argumentos sexistas que han convertido al cerebro en su protagonista.

¿Quién no ha oído frases simplistas como "si el de ellas es más pequeño, seguramente son menos inteligentes" o "el de ellos es más grande, pero está subutilizado"? El asunto es, desde el punto de vista científico, apasionante, y desde el plano social, controversial.

Recientemente, Cordelia Fine, neurocientífica del University College de Londres, afirmó categóricamente en su libro Delirios de género, que los estudios según los cuales hay diferencias sustanciales entre el cerebro masculino y femenino son "profundamente erróneos y sensiblemente engañosos".

Sostiene que las mujeres no son peores para las matemáticas y que su preferencia por las muñecas no obedece a una diferencia cerebral sino a una expectativa social, impuesta por la cultura. Fine afirma, además, que es más fácil justificar de este modo algunas desigualdades sociales de género.

Investigaciones sobre género y cerebro citan el clásico experimento de Melissa Hines, de la Universidad de Cambridge, que en el 2002 puso a chimpancés pequeños de ambos sexos frente a juguetes con un marcado sesgo sexista: un camión, una pelota, una muñeca y una sartén. Y, ¡oh, sorpresa!, los de sexo masculino manifestaron una predilección significativa por el camión y la pelota, en contraste con las hembras, que prefirieron la muñeca y la sartén. Advirtiendo, eso sí, que si se los exponía a juguetes neutros, las predilecciones no eran notorias.

Buena parte de la evidencia disponible apunta, en general, a que sí hay diferencias entre ambos cerebros, tanto en la arquitectura como en la actividad. No obstante, también se aclara que es un error interpretarlas en términos de superioridad e inferioridad.

Jill M. Goldstein, investigador de la Escuela de Medicina de Harvard, afirma, por ejemplo, que la corteza prefrontal, tan importante en algunas funciones cognitivas, y la límbica, relacionada con las emociones, son más grandes en las mujeres. Por otro lado, la corteza parietal, vinculada con la percepción espacial, y la amígdala cerebral, necesaria en los procesos de información que despiertan emociones fuertes, es más desarrollada en ellos.

Sandra Witelson, de la Universidad de McMaster, concluyó, en contraste, que si bien el cerebro masculino es más grande, en las mujeres el lóbulo temporal -vital en los procesos de comprensión y del lenguaje- tiene más neuronas que en ellos. Lo mismo sucede con el lóbulo frontal (relacionado con el control de los impulsos), más desarrollado en ellas.

Ambos hallazgos, al parecer, se correlacionan con un aumento en la densidad de la corteza auditiva femenina, lo que explicaría por qué las mujeres tienen mejores resultados en las pruebas de fluidez verbal. Algunos estudios apuntan a que esto puede ser resultado del influjo de las hormonas sexuales sobre el cerebro fetal.

Los hombres, por otro lado, tienen más capacidad para recordar a partir de la acción de su hemisferio derecho, que se fija en las cosas gruesas y no en los detalles, como sucede con las mujeres.

No implican ventajas

El hecho de que sus hemisferios tengan menos interconexiones entre sí que los de las mujeres hace que su lenguaje no se mezcle con sus emociones, por esa razón, a ellos les resulta más difícil expresar lo que sienten. Lo contrario ocurre en ellas y quizá sea esta diferencia la que también explique su capacidad para hacer varias tareas intelectuales simultáneamente.

A la larga, los propios estudiosos del tema han acabado por aceptar que estas diferencias no suponen ventajas para unos y otras, sino que los hacen complementarios.

Si bien ellas tienen mayor capacidad para almacenar recuerdos y ellos están mejor dotados para tareas que impliquen calcular distancias y adecuar espacios, es entendible por qué ellos parqueen un carro con mayor facilidad, pero ellas sepan siempre dónde lo dejaron.

Por su cerebro, ellos...

- Tienen mejor razonamiento matemático y habilidad visoespacial, pero mayor limitación para expresar emociones.

- Aunque cuentan con habilidad semántica, su habilidad verbal es menor que el de ellas.

- Son más impulsivos y arriesgados, razón por la cual se dejan llevar por la ira y las palabrotas.

- Se desempeñan mejor en tareas motoras gruesas.

- Son más hábiles para ver las cosas en conjunto.

- Se fijan más en cómo funcionan las cosas.

- Buscan resolver problemas personales aplicando principios lógicos y sistémicos (como al seguir los pasos para reparar un carburador).

Por su cerebro, ellas...

- Son más pacientes.

- Tienen mayor habilidad con tareas motoras finas (manuales).

- Captan con más facilidad los detalles de las cosas y las situaciones.

- Se fijan más en las caras e identifican fácilmente emociones y pensamientos de otras personas.

- Controlan con mayor facilidad las reacciones emocionales.

- En la resolución de problemas, ellas involucran más sus emociones.

- Cuando son víctimas de lesiones cerebrales (por traumas, derrames o trombosis), recuperan más rápido la capacidad de habla.

- Hablan con animales y hasta con seres inanimados, como si fueran personas.

Carlos F. Fernández
Asesor médico de CEET

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Tomado de:

El Tiempo