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¿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.
Descubrimientos y Tecnología

Los diez mejores descubrimientos accidentales

Por norma general, la ciencia sigue unas reglas estrictas de reflexión, búsqueda bibliográfica, planteamiento de hipótesis y desarrollo con el fin llegar a una conclusión que pueda ser contrastada por cualquier otro experimentador. Sin embargo, no todos los descubrimientos científicos siguen este patrón. A veces, el azar juega poderosas bazas que, afortunadamente, también ha contribuido a cambiar nuestro día a día.

¿Quieres ver algunos ejemplos de estos descubrimientos accidentales?

bacterias

  1. La penicilina

Es uno de los casos más populares de descubrimiento científico “accidental”. El relato suele centrarse en un científico descuidado llamado Alexander Fleming que, en 1928, se dejaría una placa de bacterias abierta encima de su mesa del laboratorio y se iría de vacaciones. A su regreso, encontraría la placa llena de moho y, lo que es más importante, descubriría que dicho moho – Penicillium – había matado a las bacterias. Lo que la historia no suele recordar es que Fleming llevaba años dirigiendo una investigación para encontrar agentes antimicrobianos, pero tenía enormes dificultades para purificarlos, y sería este “accidente” el que permitiría que se realizasen investigaciones posteriores para conseguir la penicilina. La ciencia nunca es trabajo de una sola persona.

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Alimentación

PAN DE CENTENO Y LSD

Ahora que vivimos en una sociedad globalizada, quizá a nadie le sorprenda tomar pan de centeno, pero la historia no siempre ha sido así.

Durante siglos (sobre todo durante la Edad Media), en Europa se produjeron numerosas intoxicaciones alimentarias, entre las que se encontraba una muy grave y de gran extensión, que era originada por el pan elaborado con harina de centeno. Esta harina estaba contaminada por una toxina derivada de un hongo, conocido como claviceps purpurea, que se manifestaba en forma de cornezuelo negro en las espigas del centeno.

El hongo parásito de la planta de cereal produce unas micotoxinas que contienen numerosos alcaloides (ergometina, ergosina, ergotamina, ergocornina, ergocriptina, ergocristina, agroclavina, elimoclavina, lisergol, etc.) que se asemejan al LSD y tienen importantes efectos neurológicos. (De hecho, el LSD fue sintetizado por Albert Hofmann, un químico suizo, cuando intentaba purificar e identificar los principios activos del cornezuelo).

El envenenamiento por cornezuelo se conoce probablemente desde hace más de 2.500 años, siendo la primera mención conocida en una tablilla asiria en el año 600 a.C. Esta tablilla habla de una “pústula nociva en la espiga del grano”. Sigue leyendo “PAN DE CENTENO Y LSD”

Nuestras actividades

BAW 2016 – Del cerebro a la máquina

¡Hola a tod@s!

Con motivo de la Semana Mundial del Cerebro (BAW, Brain Awareness Week), promovida por la DANA Foundation a nivel internacional, la Asociación Con/Ciencia (@Asoc_ConCiencia) y el Instituto Cajal (@InstitutoCajal) organizan un evento de dos días en el mes de marzo que consiste en lo siguiente:cartel

* El jueves 17 de marzo habrá dos charlas impartidas por grandes profesionales de la investigación. El Dr. Sergio Casas Tintó nos hablará de “¿Cómo funciona el cerebro?” y el Dr. Fernando de Castro Soubriet nos contará acerca de “La revolución silente: nuevos tratamientos para esclerosis múltiple”.
* El viernes 18 de marzo tendremos dos talleres prácticos muy interesantes. El primero, a cargo del Laboratorio de circuitos neuronales del Instituto Cajal, nos contará “Cómo mover objetos con la mente”; mientras que en el segundo, por el Grupo de rehabilitación neural del mismo centro, nos relacionarán “Cerebro y movimiento”.

Para asegurar el aforo y las reservas a las charlas y los talleres, hemos creado un sistema de “compra” de entradas (a coste 0), al cual se puede acceder en el siguiente enlace:

https://www.ticketea.com/entradas-conferencia-del-cerebro-a-la-maquina/

Para más información, podéis escribir a asoc.conciencia@gmail.com

¡¡ Os esperamos !!

Neurociencia

El placer de leer un libro

¡Feliz comienzo de semana concienzud@s!

Todos vosotros estáis dentro de ese grupo de gente a la que en mayor o menor medida les gusta leer, y esto es algo positivo, porque, como posiblemente sepáis, leer es bueno para vosotros. Hay estudios que demuestran que leer durante tan sólo 6 minutos al día es suficiente para desconectar y reducir el estrés en un 68%, por no mencionar que contribuye a un funcionamiento cerebral más eficiente y se ha visto que los ancianos que leen de manera habitual tiene una probabilidad 2,5 veces menor de desarrollar Alzheimer que los que no lo hacen.

Sin embargo, estudios recientes demuestran que no es lo mismo leer en un aparato electrónico (ya sea un móvil, un e-book, o la pantalla de un ordenador) que leer en un libro. Sentimentalismos aparte, un estudio de la Dra. Anne Mangen de la Stavanger University de Noruega ha concluido que no existe la misma respuesta cerebral cuando leemos en un libro clásico que cuando leemos lo mismo en un aparato electrónico. Al parecer, la reconstrucción cerebral que hacemos de la historia es mucho más detallada y recordamos mejor el orden de los acontecimientos cuando leemos una historia sobre el papel que cuando lo hacemos en un e-book.

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Y es que el cerebro del ser humano hace una representación mental del texto que estamos leyendo, que se basa tanto en el lugar que ocupan las palabras en la página como del lugar que ocupa la página en el libro. Esto además tiene una retroalimentación táctil al pasar las hojas. La Dra. Mangen tiene la hipótesis de que una de las principales diferencias cuando leemos un texto en formato digital es que el control que tenemos como lectores es efímero. La incapacidad del lector de volver a páginas anteriores, doblar la esquina de una página concreta o subrayar un texto, limitan sensorialmente la lectura, y así se reduce la memoria del texto a largo plazo. Es más, se ha visto que incluso empatizamos menos con un personaje que hemos leído en un e-book que con uno que hemos leído en un libro en formato clásico.

Lo que preocupa a este y otros grupos de investigación es que la lectura y elaboración de frases largas, es una capacidad necesaria que se puede perder si no se practica de manera habitual. Antes de que existieran internet y las redes sociales, los textos a los que leíamos tenían una longitud mayor. Sin embargo, existe una tendencia a reducir tanto la longitud como la complejidad de las frases que usamos. Esto permite descartar con facilidad la información que no nos interesa, pero nos lleva a basar nuestra comunicación en mensajes directos, en los que no hay que desentramar un significado más allá del obvio, lo que reduce la complejidad del proceso comprensivo dentro de nuestro cerebro. Dicho de otra manera, las redes neuronales que se activan son más sencillas. Esto no es necesariamente “malo”, pero sin embargo genera una pérdida de interés en lecturas más profundas, como afirma la neurocientífica Maryanne Wolf de la universidad de Tufts. Según ella la lectura en dispositivos electrónicos no permite desconectar de la misma manera que lo hacen los libros físicos. Estudios preliminares de su laboratorio demuestran que aquellas personas que leen la prensa desde sus dispositivos móviles no sólo no reducen su estrés en comparación con otras que leen la prensa en formato físico, sino que además este estrés aumenta.

Dicho esto queremos saber cuántos de vosotros sois de formato físico y cuántos de formato digital.
Aquí os dejamos la encuesta.

¡Feliz semana!

Neurociencia

Espíritu Navideño, ¿realidad o leyenda urbana?

¡Feliz comienzo de semana concienzud@s!

Probablemente esta es una de las más duras del año y es que, además de cargar con una lista interminable de buenos propósitos muy difíciles de cumplir para este año que empieza, a estas alturas todos nosotros hemos vuelto a la rutina después de unas largas navidades.

Es curioso cómo esta época del año, a diferencia de otros periodos de vacaciones como el verano, tiene tanto detractores como entusiastas, y generalmente hablamos de un “espíritu navideño”, que hay gente que sí que tiene y gente que no.

Entendemos como espíritu navideño una mezcla de ilusión, alegría, nostalgia, cierto toque religioso, nieve, frío y en general muchos recuerdos de la infancia. Sin embargo, este sentimiento no es algo “aprendido”, y es que en todas las familias hay personas que adoran la Navidad y otras a las que no les emociona especialmente, aunque hayan celebrado las navidades todos juntos cada año. ¡Es más! Parece que todos los niños lo tienen… pero sólo algunos adultos lo conservan.

espíritu navideño bola

¿De dónde viene el espíritu navideño entonces?

Esta pregunta ha asaltado la mente humana desde tiempos inmemoriales, y hay muchas teorías e incluso cuentos populares al respecto, pero por fin tenemos una respuesta científica. Y es que a finales del pasado año, justo “por Navidad”, un grupo de investigadores daneses del Hospital Rigshospitalet, afiliado a la Universidad de Copenhage, han publicado un artículo en el British Medical Journal en el que aseguran que el espíritu navideño reside en una parte concreta de nuestro cerebro.

El fundamento de su experimento era muy simple:

Las personas tienen predisposición tanto a tener espíritu navideño como a no tenerlo. ¿Funcionará igual su cerebro?

Para comprobarlo, enseñaron 84 imágenes, cada una durante dos segundos, y en bloques de seis imágenes cotidianas y seis imágenes navideñas, a 20 voluntarios introducidos en un escáner de resonancia magnética (10 entusiastas de la navidad y 10 sin espíritu navideño, todos sanos y residentes en la misma región). Midieron los cambios en el flujo y la oxigenación sanguínea que ocurren como respuesta a la actividad neuronal y que muestran qué partes del cerebro se activan en procesos mentales concretos en estos voluntarios durante todo el proceso. Una vez acabada la prueba, cada participante tuvo que rellenar un formulario en el que explicaba qué sentía acerca de la navidad, sus tradiciones navideñas, su etnia y su nacionalidad.

Compararon la activación neuronal en diferentes regiones en los dos grupos experimentales (entusiastas de la navidad frente a los indiferentes) cuando se les enseñaban imágenes navideñas, tomando como fondo la activación neuronal cuando se les enseñaban imágenes cotidianas.

Y se hizo la magia.

Los resultados demostraron que hay no sólo una región que se active por el espíritu navideño, sino una red neuronal que implica varias áreas corticales, entre las que se encuentran los lóbulos parietales, la corteza premotora y la corteza somatosensorial. La activación de estas áreas coincidía con la hipótesis de los investigadores de que una imagen navideña estaría estimulando los centros cerebrales asociados al espíritu navideño.

Espíritu navideño artículo

¿Y qué es lo que hacen exactamente estos centros cerebrales?

Se ha visto en estudios previos de resonancia magnética que los lóbulos parietales (derecho e izquierdo) se activan en procesos que tienen que ver con la autotrascendencia y con predisposición a la espiritualidad. Además, la corteza premotora frontal es importante para experimentar emociones compartidas con otros individuos, ya que nos permiten empatizar con su estado emocional e incluso copiarlo. Esta zona también se activa con el recuerdo de emociones alegres y agradables compartidas con nuestros seres queridos. La corteza somatosensorial, por su parte, juega un papel muy importante en el reconocimiento facial y nos permite extraer información de emociones a partir de los gestos de las caras. En conjunto, la activación de estas áreas corticales constituye el espíritu navideño desde el punto de vista neurocientífico.

¿Qué os parece?

Os dejamos el link del artículo por si le queréis echar un vistazo.

http://www.bmj.com/content/351/bmj.h6266.full.pdf

¡Hasta la semana que viene!

Neurociencia

¿Qué sabemos del cerebro, en una escala del 1 al 10?

¡Hola a tod@s! Reanudamos esta sección con un video del neurobiólogo español Rafael Yuste, donde nos cuenta de que trata el proyecto BRAIN, del cual es el ideólogo junto a otros neurocientíficos. Resulta muy interesante ver cómo un proyecto de tal inmensidad es financiado en parte por los gobiernos, en este caso el de EEUU. Además es un proyecto público, sin patentes, que compartirá los datos en la nube. ¿Qué conocimiento tenemos en la actualidad del cerebro, en una escala del 1 al 10? ¿Qué aplicaciones tendría el nuevo conocimiento que se genere? Las respuestas en el siguiente video publicado por el canal de Youtube ‘ElFuturoEsOne’. Esperemos que os guste.