Adicción ¿una pérdida de plasticidad del cerebro?

Miércoles, 30 de junio de 2010

Adicción ¿una pérdida de plasticidad del cerebro?

¿Por qué sólo algunos consumidores de drogas se convierten en adictos? Esta es la pregunta tratada por los equipos de Pier Vincenzo Piazza y Olivier Manzoni, en el Magendie Neurocentre en Burdeos (unidad Inserm 862). Estos investigadores han descubierto que la transición a una adicción puede ser el resultado de un deterioro persistente de la plasticidad sináptica, una estructura clave del cerebro. Esta es la primera demostración de que existe una correlación entre la plasticidad sináptica y la transición a la adicción.

Los resultados de los equipos en Neurocentro Magendie, pone en tela de juicio la idea de que la adicción proviene de modificaciones cerebrales patológicas que se desarrollan gradualmente con el uso de drogas. En cambio, Sus resultados muestran que la adicción puede, proviene de una falta de plasticidad, es decir, de la incapacidad de las personas adictas a contrarrestar las modificaciones patológicas causadas por la droga en todos los usuarios.

Esta investigación se publica en la revista Science, el 25 de junio de 2010. El consumo voluntario de drogas es un comportamiento que se encuentra en muchas especies animales. Sin embargo, se ha considerado durante mucho tiempo que, la adicción, definida como el consumo compulsivo y patológico de drogas, es un comportamiento específico de la especie humana y su estructura social. En 2004, el equipo de Pier Vincenzo Piazza, mostró que los comportamientos que definen la adicción en los seres humanos, también aparecen en algunas ratas que se auto administran cocaína. La adicción presenta similitudes sorprendentes en los hombres y roedores, en particular, el hecho de que sólo un pequeño número de consumidores (humanos o roedores) desarrollen una adicción a las drogas. El estudio de la conducta dependiente de drogas, en este modelo de mamíferos, abre el camino al estudio de la biología de la adicción.

Ahora, los equipos de Pier Vincenzo Piazza y Olivier Manzoni están informando del descubrimiento de los primeros mecanismos biológicos conocidos para la transición, desde un consumo regular pero controlado hasta una verdadera adicción a la cocaína, que se caracteriza por una pérdida de control sobre el consumo de la droga.

La exposición crónica a las drogas causa muchas modificaciones en la fisiología del cerebro. ¿Cuál de estas modificaciones es responsable del desarrollo de una adicción? Esta es la pregunta que los investigadores querían responder, a fin de obtener un posible enfoque terapéutico, para un trastorno en el que los tratamientos brillan por su ausencia.

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Bit Navegante

¿Por qué el canguro tiene brazos tan cortos?

Miércoles, 30 de junio de 2010

¿Por qué el canguro tiene brazos tan cortos?

Los canguros tienen brazos cortos para poder escalar hacia el marsupio cuando nacen.

Un análisis de los huesos de las patas delanteras del canguro reveló porqué estos marsupiales tienen extremidades posteriores tan desarrolladas y, sin embargo, las anteriores son tan pequeñas.

Los científicos de la Universidad de Syracuse, en Nueva York, Estados Unidos, creen que esto se debe a que los brazos cortos son necesarios para poder arrastrarse hacia la bolsa materna, o marsupio, cuando nacen.

Los investigadores afirman en Australian Journal of Zoology (Revista Australiana de Zoología) que la necesidad de gatear en las primeras etapas de vida obligó a la evolución de la forma corporal de los marsupiales, lo que condujo a los animales que conocemos hoy.

La investigación también ofrece información de porqué no existen marsupiales con aletas o alas.

Para escalar mejor

Comparados con los mamíferos placentarios, los marsupiales, como los canguros, nacen en una etapa muy anticipada del desarrollo fetal.

Una vez que nacen "escalan" o se arrastran hacia el marsupio para encontrar la tetilla materna y para esto utilizan sus excepcionalmente bien desarrolladas extremidades posteriores.

"Se me ocurrió que este tipo de estrategia de nacimiento pudo haber limitado la diversificación evolutiva de la forma de sus patas delanteras", dice el doctor Jim Cooper, quien dirigió el estudio.

"La teoría es que debido a que necesitan los brazos para escalar hacia el estómago de la mamá cuando nacen, terminan 'estancados' con esta forma de brazos para toda la vida", agrega.

Esta teoría no es nueva. Fue propuesta por primera vez en los 1970, pero la idea, llamada 'hipótesis de la restricción', nunca había sido probada.

Así que el doctor Cooper, junto con el profesor Scott Steppan de la Universidad Estatal de Florida en Tallahassee, Estados Unidos, diseñaron un estudio para comprobarla.

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BBC Ciencia

Bombas atómicas, bacterias y delfines

Miércoles, 30 de junio de 2010

Bombas atómicas, bacterias y delfines

Leó Szilárd y Aaron Novick. Hace 60 años inventaron el quimiostato.

Si le preguntara a un físico quién fue Leó Szilárd es probable que me respondiera: fue el extraterrestre que ideó la bomba atómica. Pero si le preguntamos a un microbiólogo industrial respondería: fue el extraterrestre que inventó el quimiostato.

Esto último no lo hizó el solo, sino en compañía del químico Aaron Novick, uno de los pioneros de la Biología Molecular. Ambos se habían conocido en 1943 durante el desarrollo del "Proyecto Manhattan". El trabajo de Novick versaba sobre la purificación del plutonio, material con el que se construyó la bomba arrojada sobre Nagasaki. Después de la Segunda Guerra Mundial muchos de los científicos que habían estado involucrados en el desarrollo de las armas atómicas comenzaron a renegar de ellas y a trabajar en aras de la paz. Además de llevar a cabo diversas campañas de concienciación social también comenzaron utilizar sus neuronas en el campo de la Biología. Szilárd y Novick comenzaron su colaboración en 1947, y se centraron en entender el crecimiento bacteriano y como sacar provecho del mismo.

Esquema muy simplificado de un quimiostato aeróbico. La tubería superior añade medio fresco en el cultivo microbiano. La tubería inferior actúa como un aliviadero o rebosadero. Nótese que el mismo volumen que entra en el quimiostato sale por la parte inferior. (origen de la imagen)

Tomando como base la ecuación conocida como "Primera Ley de Monod" en el año 1950 consiguieron desarrollar el quimiostato, un tipo de biorreactor en el que los microorganismos de su interior se encuentran creciendo exponencialmente de manera constante. Es lo que se llama un cultivo continuo. El quimiostato permite controlar de modo independiente la concentración celular del interior y la velocidad de crecimiento del cultivo. La velocidad de crecimiento se controla ajustando la velocidad de dilución. En el quimiostato entra medio nutritivo fresco al mismo tiempo que sacamos medio nutritivo usado. Cuanto más alta sea la velocidad de dilución más rápidamente deben de crecer las células. La concentración celular se controla variando la concentración del nutriente que entra. Cuanta más comida entra, más células habrá dentro del quimiostato.

Esquema simple del proceso de depuración de aguar residuales. (origen de la imagen)

Y eso ¿para qué sirve? Bueno, para muchas cosas. Podríamos decir que sin los quimiostatos no existiría biotecnología industrial. Pero probablemente su aplicación más conocida es para la depuración de aguas, ya sea mediante procesos aeróbicos o anaeróbicos. Una estación depuradora de aguas es una especie de quimiostato en el que el "medio de cultivo fresco" es el agua residual que entra en la planta y que sirve para alimentar a los fangos activos (los microorganismos). Posteriormente se retiran los fangos del agua mediante decantación y así conseguimos agua depurada.

En 1961, Szilárd publicó un libro titulado "The voice of the dolphins" en el que debatía diversos aspectos de la Guerra Fría. La historia corta que da título al libro versa sobre un futuro en el que la raza humana se ha extinguido y los delfines son los nuevos seres inteligentes del planeta (*). En dicho relato, Szilárd imaginaba un laboratorio internacional de Biología, situado en la Europa Central. La idea se hizo realidad en 1962 con el nacimiento del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL). La biblioteca del EMBL fue bautizada Biblioteca Szilárd y en su sello aparecen los delfines.

(*) Una visión más optimista basada en la narración de Szilárd se puede encontrar en el cómic "Fragmentos de la Enciclopedia Délfica"

Fuente:

Curiosidades de la Microbiología

Encuentran arma sepultada 10 mil años en la nieve

Miércoles, 30 de junio de 2010

Encuentran arma sepultada 10 mil años en la nieve

Foto: CASEY A. CASS/U. OF COLORADO

Para el ojo inexperto, el reciente descubrimiento del investigador de la Universidad de Colorado en Boulder Craig Lee de un arma de caza de madera de 10.000 años de antigüedad podría ser como una pequeña rama que se desprendió de un árbol en una tormenta de viento.

Nada podría estar más lejos de la verdad, de acuerdo con Lee, que encontró el dardo atlatl (impulsor), un arma de caza parecido a una lanza, gracias al derretimiento de un parche de hielo en las cumbres de las Montañas Rocosas, cerca del Parque Nacional de Yellowstone.

Lee, un especialista en el emergente campo de la arqueología en el hielo, dijo que el dardo permaneció congelado en el parche de hielo durante 10 milenios y que el cambio climático ha aumentado la temperatura global y el derretimiento acelerado de los campos de hielo permanente ha dejado a la vista materiales orgánicos hasta ahora sepultados.

"No nos dimos cuenta hasta la pasada década de que había una posibilidad de encontrar materiales arqueológicos en asociación con la fusión de la nieve y el hielo permanente en muchas áreas del mundo ", dijo Lee. "No estamos hablando de enormes glaciares , estamos hablando de los más pequeños y estables cinéticamente bancos de nieve".

A medida que los glaciares y campos de hielo continúan derritiéndose a un ritmo sin precedentes, aparecen artefactos cada vez mayores y más importantes -así como material de plantas, animales muertos y heces antiguas- que están siendo liberados por los tempanos que les han atrapado por miles de años, dijo.

Durante la última década, Lee ha trabajado con otros investigadores para desarrollar un sistema de información geográfica para identificar los glaciares y campos de hielo en Alaska y en otras partes donde se puedan haber conservado restos de interés. han obtenido datos biológicos y físicos para encontrar campos de hielo que pueden haber sido utilizados por los cazadores prehistóricos de para matar a los animales que buscaban refugio del calor o enjambres de insectos en los meses de verano.

"En estos casos, lo que estamos encontrando como arqueólogos es algo que se perdió", dijo Lee . -Tal vez te perdiste un disparo y el arma desapareció en el banco de nieve Es como encontrar las llaves cuando las dejas caer en la nieve. No las vas a encontrar hasta la primavera"

El dardo que Lee encontró era de un árbol de abedul y aún tiene marcas personales en él del antiguo cazador. De casi un metro de longitud, tenía una punta de proyectil en un extremo, y una taza o un hoyuelo en el otro extremo que se conectaba a un gancho en el atlatl o impulsor. El cazador utilizaba la atlatl para lograr una mayor velocidad.

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Europa Press

Alumnos de Salamanca inventan la primera silla dirigida por voz y móvil

Miércoles, 30 de junio de 2010

Alumnos de Salamanca inventan la primera silla dirigida por voz y móvil

• Tres estudiantes de la Pontificia presentan este lunes el prototipo

Silla. | E. Carrascal

Se imaginan una silla de ruedas que obedece a la voz, que se desplace según se mueva un teléfono móvil, que siga los movimientos de la cabeza de la persona que la utiliza captados por la cámara de un teléfono móvil o que moviendo un dedo sobre la pantalla del teléfono la silla conozca el camino a seguir. Eso es lo que han conseguido, con mucha imaginación y escasos recursos, en apenas unos meses tres alumnos de la Universidad Pontificia de Salamanca a través del Club de Innovación. Este lunes lo presentan públicamente.

El proyecto Aescolapius consiste en conectar a una silla de ruedas la cámara de un teléfono móvil y un pequeño ordenador. El software creado por estos tres universitarios de tercero de Ingeniería Técnica en Informática de Gestión y basado en la tecnología optical flow, que usa el ejército americano, permite, como primera opción, que la cámara del teléfono reconozca e identifique la cara del usuario, fijando su posición. A continuación, cualquier movimiento de la cabeza se convertirá, gracias al algoritmo que han creado, en una orden para la silla.

Las posibilidades de un teléfono móvil son infinitas. Tres alumnos de la Universidad Pontificia acaban de convertir en realidad una idea muy ambiciosa: mover una silla de ruedas con la cabeza, gracias a la cámara del móvil que identifica los movimientos.

El teléfono sirve también para guiar la silla de ruedas como si fuera un volante, reconocer la voz del usuario y dar instrucciones habladas, localizar en cada momento dónde se encuentra gracias a su GPS, conocer la ruta que ha realizado, enviar un mensaje de aviso al 112 o a un familiar en caso de accidente o para encender unas luces avisando de que la silla está parada o averiada, como los coches.

Fuente:

El Mundo Ciencia

Cuando el movimiento de la mano sustituye al ratón

Miércoles, 30 de junio de 2010

Cuando el movimiento de la mano sustituye al ratón

Un nuevo sistema permite usar el ordenador mediante impulsos eléctricos de los músculos. Investigadores de CEIT-IK4 desarrollan esta herramienta, para lo que han contado con la colaboración de la Asociación de Personas Sordas de Gipuzkoa

El objetivo es interactuar con el ordenador o un entorno virtual de la forma más natural

En el futuro, se podría comercializar en forma de una llave USB y una pulsera

La electromiografía no sólo capta si se abre o cierra la mano; también la intensidad y la fuerza

Usar el ordenador sin necesidad de clickar un ratón. Divertirse con un videojuego sin joystick, ni ningún otro tipo de mando. Interactuar en un entorno virtual de la forma más natural posible, a través del movimiento del cuerpo. Quizás en un futuro no tan lejano todo esto sea parte de nuestra vida cotidiana. Al menos en ello está un equipo de investigadores de CEIT-IK4 y de Tecnun-Universidad de Navarra, que lleva un año desarrollando un sistema que permite comunicarse con el ordenador mediante los impulsos eléctricos de los músculos generados por el movimiento de las manos.

Esta descripción recordará a más de uno a la Wii, la consola de Nintendo que ha revolucionado el sector de ocio. «Es algo parecido. Se trata de interactuar con lo que tienes delante de la forma más natural posible», cuenta Iker Mesa, ingeniero en Telecomunicaciones, máster en Biomedicina y con la tesis doctoral en marcha. Con la Wii hay que sujetar un mando. ¿Y si se pudiera eliminar?

La respuesta a esta pregunta se está gestando en los laboratorios de CEIT-IK4 en el Parque Tecnológico de Miramón, en un proyecto que arrancó con la idea de Jon Legarda y que otros ingenieros tratan de hacer realidad. «Hay diferentes compañías que desarrollan productos para poder interactuar cambiando los sistemas de comunicación tradicionales. Se buscan nuevos modelos que se parezcan más a la manera en que nosotros nos movemos de forma natural. Por ejemplo, interactuar con un ordenador sin teclado -explica el profesor Javier Díaz-. O ahora está muy de moda manejarse en un escenario virtual mediante los gestos que estás realizando. Ahí hay un potencial muy grande para comunicarte con el escenario».

Lo que ahora están desarrollando es una herramienta que reconoce las señales musculares. Díaz matiza que lo que capta este sistema no es el movimiento del músculo, sino la electricidad que hace que ese músculo se mueva. «En realidad es un proyecto de investigación bastante básico, en el que también queremos aprender los fundamentos de los movimientos de los músculos, es decir, la señal que producen sobre la piel, que es lo que se llama electromiografía, y relacionarla con los gestos que está haciendo el voluntario».

Con electrodos

Varios jóvenes están pasando por el laboratorio, donde les cubren el antebrazo con electrodos, en mayor número que los necesarios en realidad, «para ver cuáles son los más eficientes y más tarde utilizar aquellos que son clave», cuenta Mesa. Los voluntarios se sitúan delante del ordenador e imitan con la mano y el brazo los gestos que aparecen en pantalla. Su pulso es monitorizado durante todo el proceso.

En la actualidad, están registrando el lenguaje de signos que utilizan las personas sordomudas. «Los escogimos porque es estándar, para no tener que inventarnos gestos. Además, al principio tuvimos el apoyo de de la Asociación de Personas Sordas de Gipuzkoa. Cuando el experimento estuvo montado, vinieron y realizaron una labor de verificación», explica Óscar Blanco, ingeniero de telecomunicaciones que está realizando el proyecto fin de carrera.

Así que el voluntario realiza esos gestos delante de la pantalla, lo que significa que el sistema nervioso va lanzando pulsos a los músculos y hace que éstos a su vez desencadenen otro proceso eléctrico que es el que queda registrado por los electrodos. «Hay un proceso en cadena que se está produciendo y estamos intentando por un lado descifrar qué está pasando por ahí y, por otro, sacarle partido a esas señales», cuenta.

Díaz reconoce que hay otros sistemas basados en cámaras. Pero en la mayoría, cuenta, hay una pega, que es la oclusión, la interferencia de un objeto entre la cámara y la persona. «Si hay algo en medio, la cámara no lo ve y no puede interpretar lo que está pasando. Con la electromiografía ese problema no existe. Además, nuestro sistema va a funcionar con una transmisión wireless y no hay oclusión», explica.

La intensidad

Otra de las ventajas es que, a diferencia de las webcams, por ejemplo, esta tecnología permite captar con qué fuerza se agarra un objeto. «Hay métodos que sólo captan si abres o cierras la mano, pero con la electromiografía también se registra la intensidad», señala Mesa. En este momento están completando la base de datos de la que extraerán patrones universales que sirvan para todas las personas, independientemente de la edad, el sexo, la constitución física... De las pruebas con 15 gestos, la herramienta ya acierta 12 con un más del 90% de acierto.

Evidentemente, para cuando salga al mercado, no será necesario que el usuario se cubra el brazo de electrodos. «La idea es que una vez que desarrollemos todo el conocimiento, se simplifique el modelo». El quit que podría acabar comercializándose en el futuro sería una pulsera o un ratón inalámbrico con una espacio de llave USB. Todo bluetooth.

Fuente:

Diario Vasco