Curiosidades, Descubrimientos y Tecnología, Eventos y Premios, Neurociencia

¿Por qué dormimos?

“No se sabe aún, pero estamos trabajando en ello” es quizás la respuesta más frecuente que te vas a encontrar cuando preguntas sobre ciertos aspectos del cerebro. No iba a ser menos en lo relacionado con dormir. Pero no todo es tan negativo. Hay algunos aspectos que sí pueden ser respondidos.

Gracias a los avances en neurociencia, hoy sabemos que dormir está muy relacionado con la memoria. La privación de sueño afecta notoriamente a la memoria y a la acumulación de β-Amiloide entre las neuronas, que es una de las principales características patológicas del Alzhéimer (1). Para entender esto un poco más en profundidad, hay que ahondar un poco en los mecanismos básicos de la memoria a nivel neuronal. Una sola neurona puede conectarse con entre 10.000 y 50.000 neuronas. Centrémonos en una sola conexión entre dos neuronas. Esta conexión es la famosa sinapsis, y aquí reside la magia de la memoria.

sinapsis-neuronal1

Los mecanismos que hay detrás de una sinapsis son muy complejos, y hoy se siguen haciendo grandes esfuerzos e inversiones para poder entender en profundidad cómo se forman, cómo se mantienen y cómo se destruyen las sinapsis. De manera muy resumida: una vez se genera una sinapsis (el vínculo entre dos neuronas), la relación establecida es débil y susceptible de ser eliminada al cabo de unos pocos días. Estamos empezando a comprender qué provoca que una sinapsis se refuerce o se destruya (2). Pero lo que sí sabemos es que estos procesos ocurren en un área cerebral muy especial durante el sueño. Este área es el hipocampo y está enormemente relacionado con la memoria.

hippocampus

Durante el día adquirimos nuevas experiencias y conocimientos de manera consciente y no consciente. Es durante esos momentos en los que el hipocampo se vuelve muy activo. Esta actividad implica dos mecanismos:

  1. Activación de redes de neuronas que ya están conectadas entre sí y adquisición de un patrón de actividad específico.
  2. Formación de nuevas conexiones entre neuronas que serán integradas en una red neuronal existente.

Cada experiencia, cada vivencia, tiene su propio patrón de actividad en el hipocampo. Gracias a técnicas de electrofisiología podemos observar que durante ciertas etapas del sueño el hipocampo se vuelve especialmente activo. Lo curioso de su actividad es que se pueden reconocer los mismos patrones de actividad neuronal que se podían observar durante el día mientras estamos despiertos. Esta reactivación tiene como fin hacer más fuerte las nuevas conexiones (sinapsis) que se han producido en la memoria.

Hay que tener en cuenta que el hipocampo es un almacén limitado para la memoria, y este tiene sistemas de eliminación de sinapsis muy complejos que aún estamos comenzando a entender. 

Entonces, ¿dónde se almacena la memoria a largo plazo? Si bien es cierto que una parte es almacenada a largo plazo en el hipocampo, otra pasa a formar parte de otras redes de neuronas que se encuentran en la corteza cerebral, que es la región del cerebro más próxima al cráneo. Aún no se sabe muy bien cómo viaja esa memoria en forma de actividad cerebral y se distribuye por la corteza cerebral, pero se sabe que es un proceso que ocurre igualmente durante el sueño, ya que otra vez vemos cómo cuando el hipocampo se activa y repite ciertos patrones de excitación neuronal, ciertas áreas cerebrales de la corteza le imitan con el mismo patrón (3). Se cree que ciertas neuronas del tálamo (en rojo en la imagen); una región que podría considerarse como la gasolinera del cerebro, donde gran parte de las conexiones neuronales paran a repostar (aquí ocurren complejos procesos de regulación de actividad neuronal), podrían estar regulando esta gran orquesta de sincronía neuronal entre el hipocampo y la corteza cerebral.

Imagen1

Todos estos procesos, y algunos que estoy seguro de que quedan por descubrir, participan en la formación y en la consolidación de la memoria. Pese a ello, quiero recalcar que el cerebro funciona en forma de red. Dos neuronas conectadas hacen poca cosa. Es el conjunto de muchas neuronas formando una red y un patrón de activación específico lo que crea funciones más complejas. Al principio de este artículo me he centrado en la descripción de una sola sinapsis entre dos neuronas por motivos de simplificación. Pero hay que entender que la eliminación de una sinapsis en el cerebro no genera consecuencias negativas en el 99,99% de los casos, ya que el cerebro es muy flexible, y las redes neuronales son capaces de suplir esa ausencia con otras nuevas conexiones que son capaces de generar vías alternativas para cumplir la misma función. Lo mismo ocurre con la formación de nuevas sinapsis. Varios miles de conexiones neuronales son generadas a lo largo del día y reactivadas a lo largo de la noche en ciertas fases del sueño. Pero una sola sinapsis poco aporta de nuevo a una red neuronal. Es el conjunto de nuevas sinapsis y remodulación de las redes las neuronales las que provocan cambios significativos en la memoria.

  1. SHOKRI-KOJORI, Ehsan, et al. β-Amyloid accumulation in the human brain after one night of sleep deprivation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018, vol. 115, no 17, p. 4483-4488. 
  2.    NORIMOTO, Hiroaki, et al. Hippocampal ripples down-regulate synapses. Science, 2018, vol. 359, no 6383, p. 1524-1527.
  3. FELL, Juergen, et al. Rhinal–hippocampal theta coherence during declarative memory formation: interaction with gamma synchronization?. European Journal of Neuroscience, 2003, vol. 17, no 5, p. 1082-1088.
Eventos y Premios

¡El primer trasplante de músculo cardiaco generado en laboratorio ya está aquí!

¡Feliz comienzo de semana!

Hace ya unos pocos años os hablamos de que se estaban generando “hamburguesas de laboratorio”, a partir de células musculares. El objetivo final, decían, era reducir los números de ganado necesarios para alimentar a nuestra sociedad, reduciendo a la vez ciertas emisiones perjudiciales para el medio ambiente.

Por si esto no fuera suficiente, unos investigadores de la Universidad de Osaka en Japón, han llevado el cultivo de células musculares al siguiente nivel, realizando el primer trasplante de músculo cardiaco generado en un laboratorio.

La cirugía tuvo lugar a principios de enero en un paciente de Osaka, y, a pesar de que es muy reciente, tanto el equipo científico como el médico indican que todo va según lo previsto, y creen que podría ser una alternativa mucho más accesible que un trasplante cardiaco completo a corto plazo.

¿Cómo lo han hecho?

Utilizando células madre pluripotentes de la sangre circulante del propio paciente (iPS), que se pueden convertir en cualquier tipo celular, e induciéndolas para que se convirtieran en células musculares cardiacas, que eran las que a ellos les interesaban. Estas iPSs se utilizaron para generar cardiomiocitos, que además de formar la estructura cardiaca son las células que permiten al corazón que se contraiga y bombee la sangre al resto del cuerpo. Pusieron millones de cardiomiocitos derivados de iPS en una matriz degradable de 0.1 mm, y lo trasplantaron sobre el tejido cardiaco dañado del paciente, que tenía una cardiomiopatía isquémica severa. En esta enfermedad, el músculo cardiaco se debilita debido a ataques cardiacos o a enfermedades de la arteria coronaria. Lo bueno es que después del transplante las células siguen creciendo y ayudan a regenerar tanto la zona como los vasos sanguíneos de la zona, permitiendo al corazón “renovarse”.

Este trasplante ha sido posible gracias a un ensayo clínico, que se seguirá desarrollando los próximos tres años en pacientes con el mismo perfil.

Para que os hagáis una idea, se realizan unos 4.000-4.500 trasplantes cardiacos al año en todo el mundo, que no sólo suponen un gran coste, sino que además precisan que alguien done su corazón para poder trasplantárselo a otra persona. Con esta nueva técnica, se reducirían exponencialmente los costes, además de que desaparecería la limitación del donante y compatibilidad de órganos ya que se generan a partir de células del propio paciente.

Por supuesto, habrá que ver cómo evoluciona el ensayo clínico y si realmente funciona en todos los casos o si su uso se vería limitado a ciertas patologías cardiacas, pero de nuevo la ciencia crea soluciones increíbles para problemas reales.

¡A que mola!

 

 

Eventos y Premios

Actividades de Asociación Con/Ciencia en la Semana de la Ciencia e Innovación 2019

Volvemos a la carga con dos actividades nuevas que ya son habituales en nuestra agenda, y que forman parte de la Semana de la Ciencia e Innovación 2019:

Las plazas son limitadas, y las reservas  podrán realizarse a partir del 21 de octubre de 2019 a las 9:00h. Para reservar, manda un email con tu nombre y número de reservas a divulga@cajal.csic.es. Encontrarás toda la información en los enlaces de cada una de las actividades. Sigue leyendo “Actividades de Asociación Con/Ciencia en la Semana de la Ciencia e Innovación 2019”

Descubrimientos y Tecnología, Eventos y Premios

FOTCIENCIA 16

Buenos días concienzud@s,

Empezamos este lunes compartiendo con vosotros las imágenes ganadoras de la decimosexta edición del certamen de fotografía nacional científica FOTCIENCIA.

Este certamen está convocado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) con la colaboración de la Fundación Jesús Serra y según nos cuentan su objetivo es acercar la ciencia y la tecnología a los ciudadanos mediante una visión artística y estética sugerida a través de imágenes científicas.

Además, si vivís en Madrid o tenéis previsto venir, podréis disfrutar de ellas en vivo y en directo ya que actualmente se encuentran expuestas en la sede central del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) situado en calle Serrano 117.

Un saludo.

 

Eventos y Premios

Sexy son hypothesis

Quizá el nombre en inglés no os suene, sexy son hypothesis, pero con la traducción lo vamos a entender mucho mejor, hipótesis del hijo sexy, o atractivo.

La hipótesis de la Teoría del fugitivo de Fisher (también conocida como la hipótesis de los hijos atractivos), establece que las hembras prefieren a los machos con rasgos exagerados porque sus hijos heredarán los genes de estos rasgos exagerados y serán más atractivos para las hembras.

En esta teoría, ciertos factores y capacidades son irrelevantes, como la crianza de los hijos o cualquier otro beneficio que se ofrezca a la madre, como regalos nupciales o buen territorio. A pesar de que estos rasgos pueden suponer un peligro adicional, las hembras eligen a machos exuberantes porque su descendencia heredará estos rasgos, que servirán a su vez para atraer a más hembras, significando que los genes se transmitirán.

Tener rasgos exagerados o exuberantes en el reino animal supone un peligro, ya que los individuos son presas más fáciles, pero ser elegido por una hembra significa reproducirse, y merece la pena tomar este riesgo.

Eventos y Premios

¿Quién es quién?

¡Hola de nuevo concienzudXs!

Hoy os revelamos quién era quién en las fotos del post que colgamos el lunes 😉

¿A cuántas de estas 10 mujeres conseguisteis identificar?

1- Rosalind Franklin (El ADN).

2- Barabara McClintock (Los genes tienen la capacidad de saltar).

3- Lisa Meitner (La fisión nuclear).

4- Lynn Margulis (El origen de la célula eucariota).

5- Patricia Bath (La cura de las cataratas).

6- Ada Lovelace (El primer programa informático de la historia).

7- Grace Hopper (El primer compilador de la historia).

8- Yvonne Brill (Propulsión a reacción de cohetes y satélites).

9- Vera Rubin (La materia oscura).

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10- Stephanie Kwolek (El chaleco antibalas).

¡Esperamos que acertarais muchas!

 

Curiosidades, Eventos y Premios

Y tú… ¿Qué has soñado hoy?

¡Feliz comienzo de semana!

Seguramente la mayoría de vosotros ya os hayáis incorporado a vuestra rutina habitual después de un verano genial y estaréis soñanado con que llegue el siguiente 😉

Y justamente es de este proceso onírico de lo que vamos a hablar hoy. Y es que… ¿Qué son los sueños? El proceso por el cual nuestro cerebro es capaz de generar imágenes y sensaciones diferentes mientras estamos dormidos, no es un mecanismo fácil de descifrar. A día de hoy, la ciencia entiende que los sueños son una manera de procesar y almacenar en nuestra memoria lo que nos ha ocurrido durante el día.

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