Hombre y Pensamiento (III)

Dormir: Fundamental para poder aprender

El cerebro es algo mucho más maleable de lo que la gente suele pensar, está cambiando todo el tiempo. Una de las áreas que se modifica constantemente es el de las sinapsis, es decir las conexiones entre neuronas, que son alteradas a medida que se reciben estímulos. “Mientras estás despierto la conexión entre neuronas se hace más fuerte y eso es bueno, porque así aprendes” dijo el Dr. Tononi, de la Universidad de Winsconsin.

Sin embargo estas conexiones fuertes son insostenibles a largo plazo, ya que requieren de mayor energía y material, pero existe un límite de cuánto de ambos está disponible. Sinapsis más fuertes son también más grandes, pero el cerebro no puede continuar creciendo y haciéndose más denso. “Si las sinapsis aumentan porque aprendes, llegará un punto en el que no puedas continuar con el proceso” dijo Tononi. Es por esto que se hipotizó que durante el sueño las conexiones sinápticas se hacen más débiles, manteniendo la fuerza relativa entre ellas: las que fueron utilizadas permanecen más fuertes que las que no.

Este proceso de debilitamiento es fundamental al dormir, ya que es lo único que permite que se continúe aprendiendo. Sin embargo su teoría va en contra de otra, que sostiene que los circuitos cerebrales que estaban activos mientras se estaba despierto se reactivan durante el sueño, consolidando el aprendizaje haciendo estas sinapsis más fuertes.

Los científicos de Winsconsin produjeron resultados experimentales en ratas que confirmarían sus hipótesis. Encontraron que en general las sinapsis de las ratas son más fuertes luego de períodos despiertas que de sueño. Midieron la presencia de un neuro-receptor en las sinapsis y determinaron que había un 50% menos en las ratas que habían dormido. El Dr. Tononi dijo que después de dormir “obtenemos un cerebro capaz de aprender, hay una ganancia en términos de energía, espacio, y recursos, y estás listo para aprender nuevamente.”

Más Información | New York Times
Más Información | Nature

Tomado de:

GenCiencia

Hombre y Pensamiento (II)

La capacidad de lectura no es innata y ha requerido un reciclaje neuronal.

Retina y cerebro se combinan para procesar el significado de las palabras.

La lectura es una capacidad humana aprendida, no innata, que requiere de un trabajo conjunto de retina y cerebro para la captación de las imágenes y el posterior procesamiento del significado de las palabras. Un libro reciente publicado por el científico francés Stanislas Dehaene, titulado “Les neurones de la lectura”, expone claramente en que consiste el complejo proceso subyacente a esta actividad aparentemente banal. Según Dehaene, el cerebro no se ha adaptado a las exigencias del lenguaje escrito para comprenderlo sino que, más bien, ha sido la escritura la que se ha adaptado a nuestras capacidades cerebrales.

Por Yaiza Martínez.

La lectura no es una capacidad innata en el ser humano sino que requiere de un aprendizaje que necesita tiempo y paciencia. Además es una capacidad que ha precisado de un “reciclaje neuronal” a lo largo de los siglos, y que nuestro cerebro y nuestro sistema visual se adapten para reconocer la escritura.

Esta idea es la que defiende Stanilas Dehaene, un profesor de psicología cognitiva experimental del Collége de France y director del laboratorio UNICOG, considerado el pionero de la investigación de las bases cerebrales de las operaciones matemáticas (es autor del libro La Bosse des Maths). Recientemente, Dehaene ha publicado además una obra titulada Les neurones de la lecture;.

Las investigaciones de Dehaene han incrementado los conocimientos sobre los procesos cerebrales que subyacen al procesamiento de los números y del habla. Utilizando técnicas de exploración por imágenes, ha observado lo que sucede en distintas partes del cerebro mientras soluciona problemas cognitivos complejos.

Estas técnicas demostraron en una investigación anterior que las cifras aproximadas se procesan en una región cerebral distinta a la utilizada para los cálculos de cifras exactas. En La Bosse des Maths, Dehaene demostró además que los niños poseen un conocimiento intuitivo de los números, lo que no ocurre en el caso de la lectura.

El ser humano no está “predestinado” a leer, dice Dehaene comentando su nueva investigación. Y es que la escritura fue creada por los babilonios hace tan sólo 5.400 años y el alfabeto apareció hace 3.800. Es poco tiempo en comparación con la historia de la evolución y la aparición del homo sapiens, hace 30.000 años.

Cómo leemos

El cerebro humano posee un patrimonio genético predefinido y es flexible o elástico sólo en cierta medida, según han demostrado los experimentos de Dehaene con imágenes de resonancia magnética funcional para el registro de la actividad cerebral. El cerebro no ha tenido tiempo suficiente para evolucionar bajo la presión de las exigencias de la escritura, sino que ha sido la escritura la que ha evolucionado en función de las exigencias del cerebro, asegura el autor.

El cerebro trata la escritura y descifra sus mensajes para darles sentido gracias al trabajo conjunto de la retina del ojo y el cerebro. En primer lugar, un área central de la retina, denominada fóvea, recibe la información visual. La fóvea sólo capta un campo visual de 15 grados. Al ser muy estrecha, la del ojo humano tiene un diámetro aproximado de 0,5 milímetros, no somos capaces de reconocer más que entre siete y nueve letras a la vez. Cada porción de imagen es reconocida por un fotorreceptor distinto.

Por otro lado, y a pesar de que no somos conscientes de esto, leemos en sacadas, que son movimientos rápidos del ojo con los que detectamos las partes relevantes de cualquier escena, lo que nos permite construir un mapa mental referente a ella.

En el ojo humano, una razón para la existencia de las sacadas es que sólo la fóvea tiene una alta concentración de células fotorreceptoras sensibles al color, las llamadas conos. El resto de la retina está tapizado básicamente por bastoncillos, que son células fotosensibles monocromáticas, especialmente buenas en la detección del movimiento. Por esto, la fóvea es la parte de la retina encargada de la visión en alta resolución. En cuanto al tamaño de los caracteres de la lectura, señala Dehaene, el cerebro adapta a este tamaño la distancia percibida por el ojo.

Límite de velocidad y dislexia

La lectura es, en definitiva, una sucesión de comprensiones del texto, que es aprehendido casi palabra por palabra. Por más que mejoremos nuestra capacidad de leer rápido, nunca podremos superar cierto ritmo sin perder información o palabras. Como media, los buenos lectores leen entre 400 y 500 palabras por minuto, pero la fóvea difícilmente permitirá que este límite se exceda, informa Canal Académie.

La imaginería de resonancia magnética funcional del cerebro ha demostrado que en el aprendizaje de la lectura juega un importante papel la región del lóbulo occipito-temporal izquierdo, situado hacia la parte trasera de la cabeza, detrás de la oreja izquierda. Todas las personas estudiadas por Dehaene mostraron una activación en esta misma región cerebral durante la lectura, incluso en el caso de aquellas que leían en árabe o hebreo (idiomas que se leen de derecha a izquierda).

Entre los problemas relacionados con la lectura destaca el de la dislexia, un trastorno que imposibilita para leer correctamente. A la dislexia dedica Dehaene un capítulo entero en Les neurones de la lecture, definiéndola como “una dificultad desproporcionada de aprendizaje de la lectura que no puede explicarse ni por un retraso mental, ni por un déficit señorial ni por un entorno social o familiar favorecido”. La dislexia puede ser originada por una desorganización anatómica del lóbulo temporal y por una alteración de sus conexiones.

Complejidad cerebral

La revista Automates Intelligentes publica que Les neurones de la lecture es una obra que se enmarca en un vasto trabajo de exploración de las bases neuronales de las actividades culturales del espíritu humano llevado a cabo por Stanilsas Dehaene. El libro comprende un gran número de investigaciones de laboratorio consagradas al estudio de la lectura en todas sus formas.

Asimismo, muestra con gran lujo de detalles e ilustraciones la enorme complejidad de los procesos cerebrales subyacentes a una actividad aparentemente sencilla como es leer, procesos que nos permiten darle sentido a las imágenes que recoge la retina.

La obra analiza cómo el cerebro del lector, con una velocidad sorprendente, puede pasar de la identificación visual de las letras (grafemas) a los sonidos asociados a éstas (fonemas) y a su significación. Por otro lado, estudia las similitudes que presentan las diversas formas de escritura –contemporáneas o antiguas- mostrando que éstas poseen funcionalidades neuronales idénticas.

Dehaene escribe en la introducción de su libro que en los últimos 20 años ha nacido una verdadera ciencia de la lectura, situada en la frontera entre la psicología y la medicina. Según él, la neurociencia debe ahora tomar una nueva dirección: la cuestión del inconsciente.

Fuente:

Tendencias 21

Hombre y Pensamiento

La cultura rige también la actividad del cerebro.

Un estudio descubre los efectos neuronales de los valores culturales.

La cultura, así como el nivel de identificación que tengamos con ella, no sólo condiciona nuestros comportamientos, sino que también rige los patrones de la actividad neuronal, según un estudio llevado a cabo en Estados Unidos con individuos de dos grupos culturales diferentes. A través de imágenes de resonancia magnética funcional, la investigación descubrió enormes diferencias entre los patrones neuronales de ambos grupos culturales, así como la gran actividad neuronal que se despliega en las áreas cerebrales relacionadas con la atención, cuando se emiten juicios alejados de nuestra cosmovisión cultural.

Por Yaiza Martínez.

La cultura condiciona la forma en que usamos el cerebro, señala un estudio del McGovern Institute for Brain Research, del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), por un equipo de investigadores de la Stony Brook University de Nueva York, del MIT, y de la Stanford University de California.

A esta conclusión han llegado los científicos a partir de una serie de exploraciones de resonancia magnética funcional (fMRI) -tecnología que permite medir la respuesta hemodinámica (respuesta de regulación dinámica del flujo de sangre) vinculada a la actividad neuronal- de los cerebros de 20 personas, 10 de ellas orientales recién llegados a Estados Unidos, y otras 10 de origen norteamericano, informa el MIT en un comunicado.

Los resultados obtenidos de dichas exploraciones han demostrado por vez primera que la cultura en que crecemos, así como el nivel de identificación que tengamos con ella, influye en los patrones de la actividad cerebral de nuestras neuronas. Los científicos han publicado un artículo al respecto en la revista especializada Psychological Science.

Memoria y percepción condicionadas

En ella explican que investigaciones anteriores sobre el comportamiento, en las que se ha basado el presente estudio, habían demostrado que las personas procedentes de contextos culturales occidentales rinden mejor en tareas en las que se enfatizan las dimensiones independientes (absolutas) en lugar de las dimensiones interdependientes (relativas), y que exactamente a la inversa sucede con las personas que proceden de contextos orientales.

Así, el hecho de que la cultura americana, de valores individualistas, acentúe la independencia de los objetos en relación a sus contextos, mientras que en las sociedades de Extremo Oriente se acentúe lo colectivo y la interdependencia contextual de los objetos, afecta a las percepciones.

Dichas investigaciones anteriores habían demostrado asimismo que estas diferencias culturales pueden influir también en la memoria. En el origen de la presente investigación estaba la pregunta de si estas diferencias culturales podrían condicionar incluso la actividad neuronal del cerebro.

Para descubrirlo, los científicos, liderados por John Gabrieli, del McGovern Institute for Brain del MIT, pidieron a los participantes en la investigación que realizaran rápidos juicios de percepción de una serie de imágenes presentadas, al mismo tiempo que sus cerebros eran escaneados con la fMRI.

Cultura en la actividad cerebral

Según explica la Stony Brooks University, las respuestas de los participantes, simultáneas a la medición de su actividad cerebral, sirvieron para medir su percepción de la independencia o interdependencia de los objetos.

Las imágenes presentadas consistían en diagramas consecutivos en los que había una línea vertical dentro de una caja. A los participantes se les mostró una serie de estos dibujos para que emitieran su juicio de percepción en función de dos reglas: una de ellas les exigía ignorar el contexto y definir la longitud de la línea sin tener en cuenta el tamaño de los cuadrados (juicio absoluto). La otra regla consistía en tener en cuenta el contexto, y comparar las proporciones de las líneas con los cuadrados en los que estaban (juicio relativo).

Los cerebros de todos los participantes fueron sometidos a las mediciones del escáner mientras realizaban estos juicios aplicando los dos tipos de reglas. La intención era descubrir si los patrones de actividad cerebral diferían según una u otra norma de atención.

Las tareas eran lo suficientemente fáciles como para que los dos grupos las llevaran a cabo correctamente, pero sí hubo diferencia en la actividad cerebral medida. Los individuos de ambos grupos mostraron patrones de actividad cerebral distintos en el momento de realizarlas: la activación de determinadas áreas del cerebro era mucho menor cuando los juicios emitidos coincidían con los valores de sus culturas.

Implicación cultural y percepción

Según el artículo aparecido en Psychological Science, “en cada grupo, la activación en las regiones frontal y parietal del cerebro, que se sabe están asociadas al control de la atención, fue mayor durante la emisión de juicios no-preferidos culturalmente que durante la emisión de juicios preferidos culturalmente”.

Los científicos quedaron sorprendidos por la magnitud de la diferencia de los patrones neuronales entre ambos grupos culturales, así como de la enorme actividad neuronal vinculada al sistema de atención del cerebro que se ponía en marcha cuando los participantes emitían juicios alejados de su cosmovisión cultural.

Profundizando más en este fenómeno, los investigadores descubrieron que en aquellos individuos más identificados con su cultura, el efecto neuronal de los juicios que les resultaban “extraños”, se acentuaba aún más que en el resto de individuos de su misma cultura, pero menos implicados en ella.

Utilizando una serie de cuestionarios de preferencias y valores en las relaciones sociales de los participantes, calibraron su grado de identificación con su propia cultura. Así, pudo demostrarse que, en ambos grupos, una identificación más fuerte se correspondía con un patrón más intenso de activación cerebral específico de cada cultura.

De esta manera, explican los investigadores, “el trasfondo cultural individual, así como el grado en que un individuo da crédito a sus valores culturales, modera la activación de las redes del cerebro implicadas, incluso durante la realización de tareas visuales y de atención muy simples”.

Fuente:

Tendencias 21

¿Cómo el hombre llegó a pensar?

Programa Nº 17
Serie: Ciencias Sociales

Un viejo proverbio dice "Cuando Dios quiere castigar a un hombre le quita las luces del entendimiento". El entendimiento, la razón, significa tanto en la vida de los hombres que en el pasado éstos aceptaban como artículo de fe la idea de que la razón es el fundamento de cuanto existe.

¿Es esto así y qué es en general la razón? Y, ante todo: ¿de dónde procede la razón humana? El hombre empezó a reflexionar sobre estas cuestiones hace mucho tiempo...

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Basado en el libro "Como llegó a pensar el hombre" de M. Sidorov. Editorial Perú Andino. Marzo de 1988. Lima - Perú.

Un fuerte abrazo:

Leonardo Sánchez Coello

¿Cuál es el lugar más frío del universo?

No es Miami Beach (dicen que es el sitio más cool), si eso es lo que estabas pensando, y tampoco es el polo norte.

El lugar más frío conocido se encuentra en el interior de la Nebulosa Boomerang, ubicada en la constelación de Centauro, a 5.000 años luz de distancia de la Tierra. Esta nebulosa planetaria se forma alrededor de una brillante estrella central, a partir del gas expelido por esta durante las últimas etapas de su vida.

La Nebulosa Boomerang es uno de esos lugares peculiares del universo. En 1995, empleando el telescopio de 15 metros ESO Submilímetro desde Chile, los astrónomos Sahai y Nyman revelaron que hasta el momento, este era el lugar más frío del universo. Con una temperatura de -272ºC, se encuentra apenas un grado por encima del cero absoluto (el límite inferior para cualquier temperatura). Incluso el leve fulgor de la radiación de fondo dejada por el Big Bang, cuya temperatura es de -270ºC, es más cálida que esta nebulosa. Hasta la fecha es el único objeto celeste hallado cuya temperatura es inferior al de la radiación cósmica de fondo.

La característica forma en lazo de la nebulosa Boomerang parece haber sido creada por un viento furioso, a 500.000 km/h, que expulsaba el gas ultrafrío lejos de la moribunda estrella central. Durante los últimos 1.500 años, la estrella ha venido perdiendo hasta una milésima de su masa solar al año, dicen los astrónomos. Esto es un ritmo entre 10 y 100 veces más elevado que el observado en otros cuerpos celestes similares. La rápida expansión de la nebulosa ha posibilitado que se convierta en la región más fría del universo conocido.

Traducido de What’s the Coolest Place in the Universe?

Fuente:

Mailkelnai´s Blog

¿Sobrevivirá la Tierra cuando el Sol se convierta en gigante roja?"

Dentro de miles de millones de años, cuando nuestro Sol se infle en una gigante roja, se expandirá para consumir la órbita de la Tierra. Pero espera, digamos que la Tierra desplaza su órbita … ¿qué pasará entonces con nuestro amado planeta? ¿Será engullido como los pobres Mercurio y Venus?

Los astrónomos han estado barajando esta cuestión durante décadas. Cuando el Sol se convierta en una gigante roja, un simple cálculo colocaría el ecuador solar más allá de Marte. Todos los planetas interiores serán consumidos.

No obstante, cuando el Sol alcance sus últimas etapas de evolución estelar, perderá una gran cantidad de masa a través de potentes vientos solares. Conforme crece, pierde masa, lo que provoca que los planetas salgan en espiral hacia fuera. Por lo que la pregunta es, ¿atrapará el Sol en expansión a los planetas que huyen, o la Tierra (y tal vez incluso Venus) escaparán de su alcance?.

K.-P Schroder y Robert Cannon Smith son dos investigadores que intentar llegar al fondo de esta cuestión. Están llevando a cabo cálculos con los modelos más actuales de evolución estelar, y publicaron un artículo de investigación titulado, Distant Future of the Sun and Earth Revisited (Repaso al futuro distante del Sol y la Tierra). Ha sido aceptado para su publicación en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

De acuerdo con Schroder y Smith, cuando el Sol se convierta en una estrella gigante roja dentro de 7590 millones de años, comenzará a perder masa rápidamente. Para cuando alcance su radio máximo, 256 veces el tamaño actual, habrá caído a un 67% de su masa actual.

Cuando el Sol empiece a hincharse, lo hará rápidamente, barriendo todo el Sistema Solar interior en apenas 5 millones de años. Entrará entonces en una fase relativamente breve de combustión de helio (130 millones de años). Se expandirá más allá de la órbita de Mercurio, y luego de Venus. Para cuando se acerque a la Tierra, estará perdiendo 4,9 x 10²⁰ de toneladas de masa cada año (un 8% de la masa de la Tierra).

Pero la zona habitable se acabará mucho antes. Los astrónomos estiman que se expandirá más allá de la órbita de la Tierra en apenas mil millones de años. El calor del Sol evaporará los océanos de la Tierra, y la radiación solar separará todo el hidrógeno del agua. La Tierra nunca tendrá océanos de nuevo. Finalmente se fundirá de nuevo.

Un interesante beneficio para el Sistema Solar es que, incluso aunque la Tierra, a apenas 1,5 UA, no estará más en la zona habitable del Sol, gran parte del Sistema Solar lo estará. La nueva zona habitable se extenderá desde 49,4 UA a 71,4 UA, bien entrado el Cinturón de Kuiper. Los anteriormente helados mundo se fundirán, y el agua líquida estará presente más allá de la órbita de Plutón. Tal vez Eris será nuestro nuevo hogar.

De vuelta a la pregunta… ¿sobrevivirá la Tierra?

De acuerdo con Schroder y Smith, la respuesta es no. Incluso aunque la Tierra pudiese moverse a una órbita un 50% mayor que la actual, no tendría opciones. El Sol en expansión engulliría la Tierra justo antes de que alcanzase el máximo de la fase de gigante roja. Y el Sol aún tendría otros 500 000 años y 0,25 UA para crecer.

Una vez dentro de la atmósfera del Sol, la Tierra colisionará con las partículas de gas. Su órbita decaerá, y caerá en espiral hacia el Sol.

Si la Tierra estuviese un poco más alejada del Sol, a 1,15 UA, sería posible que sobreviviese a la fase de expansión. Aunque en ciencia-ficción, los autores sugieren que podrían usarse tecnologías futuras para acelerar el escape de la Tierra del Sol.

No estoy seguro por qué, pero pensar en este lejano futuro de la Tierra da una visión de la psicología humana. La gente está realmente preocupada por algo que está a miles de millones de años en el futuro. Incluso aunque la Tierra sea abrasada mucho antes, sus océanos hiervan, y se convierta en una bola de roca fundida, es esta destrucción inicial del Sol lo que nos hace sentir tan tristes.

Enlace al artículo en Arxiv

Fuente:

Ciencia Kanija