La historia del mundo en 2 minutos

Bienvenidos a lo que posiblemente sea el último post del año, no es por ser fatalistas, muy por el contrario, se les desea siempre lo mejor, pero ahora les presento algo asombroso

En una serie de impactantes y vertiginosas fotografías que aparecen al ritmo del tema musical Mind Heist, de Zack Hemsey, aquí arriba podéis contemplar la historia del mundo en solo 2 minutos de reloj.

Desde la formación de la galaxia, pasando por el desarrollo de las diferentes especies de la Tierra, hasta el fin del mundo.

Para verlo más de dos y tres veces.

Coco: beneficios y propiedades

coco

Propiedades del coco

El coco es un fruto exótico cuyos beneficios y propiedades pueden convertirle en una fruta saludable, tomada con moderación.

-  Tiene propiedades suavizantes. Razón por la cual se suela usar como ingrediente en bronceadores, champús, jabones, acondicionadores, bálsamos labiales.

- Contiene vitaminas y sales minerales y previene los trastornos gastrointestinales. Regenera la flora y es considerada una bebida isotónica natural.

-  La leche de coco es muy diurética e ideal para combatir la retención de líquidos. Tiene un alto contenido en fibra que ayuda con los problemas de estreñimiento.

-  La pulpa es rica en magnesio, calcio y fósforo y fortifica las uñas, el cabello y los dientes. Además, es muy bueno para prevenir las manchas cutáneas.

Beneficios del coco

Los beneficios del coco son ciertamente interesantes para personas sanas de todas las edades, especialmente cuando, y esto hay que decirlo bien claro, es consumido de manera ocasional.

Esto es así porque enriquece la dieta con una serie muy interesante de sustancias nutritivas, al ser una fruta muy rica en hierro y potasio, y en definitiva en aquellas sales minerales que participan en la propia mineralización de los huesos, como pueden ser el calcio, el fósforo o el magnesio.

También es interesante su contenido en fibra, lo que confiere al coco propiedades ciertamente laxantes, ayudando a su vez a reducir y bajar el colesterol alto y a controlar el azúcar en sangre, siendo igualmente ideal para diabéticos.

En lo que se refiere a las distintas vitaminas que posee esta fruta, destaca la vitamina E, como sabemos, de importante acción antioxidante.

No obstante, el coco es una fruta que no se aconseja para aquellas personas que sufran alguna dolencia cardiovascular al contener una importante cantidad de ácidos grasos saturados, así como a aquellas personas que se encuentren siguiendo una dieta de control de peso, al poseer un elevado valor energético.
Es ideal por ejemplo como postre para los más pequeños, o para personas que se encuentren débiles.

Composición nutricional del coco

Calorías: 350 kcal.
Vitaminas: C (39 mg), B1 (0,06 mg), B2 (0,18 mg).
Minerales: potasio (398 mg), fósforo (110 mg), calcio (16 mg), hierro (4 mg).
Ácidos grasos: poliinsaturados (1 gr), monoinsaturados (4 gr), grasas saturadas (53 gr).

Si quieres saber más sobre las diferentes virtudes del coco en todos sus sentidos te aconsejamos leer sobre el aceite de coco, o bien cómo elaborar leche de coco.

Aceite de coco

Su aceite después de la leche materna, es la fuente más alta de la naturaleza en ácidos grasos de cadena medios (MTC), que levantan el metabolismo del cuerpo. Esos realzan el sistema inmune para ayudar al cuerpo a luchar infecciones, enfermedades, malas bacterias e invasiones de la levadura.

Como alimento funcional, el aceite de coco ahora está siendo reconocido por la comunidad médica como herramienta de gran alcance contra enfermedades inmunes. Varios estudios se han hecho en su eficacia, y mucha investigación se está haciendo actualmente sobre el valor alimenticio increíble del aceite de coco puro.

coco

Los beneficios del aceite de coco

Los beneficios del aceite de coco son realmente impresionantes. Sin embargo, para la gente que no está bien informada sobre este tema el aceite de coco es una grasa saturada que ellos piensan que deben evitar.

Hace muchos años, cuando todavía no existía tecnología para poder distinguir entre las grasas saturadas dañinas (como la grasa de cerdo) y las grasas saturadas beneficiosas (MCT’s) como el aceite de coco, se publicó muchísima información que era incorrecta y que no tenía una base científica.

Ya hoy en día se sabe que el aceite de coco puro natural, no el aceite de coco hidrogenado que se ha alterado de su forma original, mejora la salud e inclusive reduce el colesterol en las personas que lo usan.

El aceite de coco levanta el metabolismo, que ayuda a la gente que está intentando perder el peso y poblar el sufrimiento de problemas de la tiroides.

El coco estabiliza los niveles de azúcar de sangre, ayudando con diabetes. También protege las células del corazón contra daño y relevan los síntomas de menopausia, y el síndrome pre-menstrual (PMS).

La dosis diaria de aceite de coco debe aumentarse gradualmente para darle oportunidad al cuerpo a adaptarse a esta nueva y poderosa fuente de energía que subirá el metabolismo.

Bases biológicas del aprendizaje y la individualidad (III)

En esta tercera y última entrega de la serie de artículos sobre aprendizaje e individualidad, hacemos hincapié en los modelos celulares y moleculares, la función del hipocampo en el aprendizaje y el modelo molecular de potenciación a largo plazo.

Los experimentos de Kandel en Aplysia californica: modelo celular y molecular

Estudios recientemente descritos, llevados a cabo por el Dr. Kandel, entre otros, utilizaron el caracol de mar Aplysia como modelo experimental. Este organismo presenta un número relativamente bajo de neuronas y algunos reflejos simples muy bien caracterizados, hechos que lo califican como buen modelo para estudiar el aprendizaje y la respuesta condicionada.

Se determinó que el caracol en cuestión presentaba conductas de adaptación (memoria no asociativa) ya que la estimulación frecuente del mantle o del siphon (ver imagen adjunta), que en un principio provocaba el reflejo simple de la retracción de la branquia, dejaba de generar ningún tipo de respuesta como consecuencia de la adaptación de la vía estimulada y la pérdida de eficiencia a las sinapsis encargadas de esta retracción.

Posteriormente se estudio la respuesta del caracol a estímulos condicionados como modelo de aprendizaje asociativo. Se aplicó una ligera presión en el sifón seguida, de forma muy rápida, de un estímulo doloroso incondicionado que provocase una fuerte retracción de la branquia, en este caso un meneo violento de la cola; se apreció que el caracol, después de exponerse a unos pocos estímulos como el descrito, retraía profundamente la branquia aunque solo se le diese el estímulo condicionado.

Se observó también que además, el factor tiempo resultaba extremadamente importante, ya que, de hecho, si el intervalo que separaba los dos estímulos era superior a medio segundo, la respuesta generada era de menor intensidad o directamente no se producía.

Posteriores estudios proporcionaron una explicación a nivel celular y bioquímico de este proceso: el reflejo condicionado activa moto-neuronas de la branquia vía neuronas senstitivas. La respuesta de estas últimas está regulada por la acción de mecanismos pre-moduladores, la neurona reguladora de las cuáles está relacionada mediante sinapsis (en las que hace el papel de terminal “post”) con neuronas de la vía sensorial que enerva la cola (es decir, la que transmite el estímulo incondicionado).

Se apreció que la sinapsis pre-moduladora era de tipo serotonérgico; este neurotramsisor, una vez unido a su receptor específico, es capaz de desencadenar una cascada intracelular en la neurona post-sináptica que acaba causando una hiperfosforoilación inhibitoria de ciertos canales de potasio, hecho que reduce el flujo y activa la entrada de calcio para favorecer la fusión vesicular y así amplificar la estimulación de la vía central.

Se determinó que una activación independiente de serotonina del adenilato ciclasa (enzima implicada en la cascada de señalización antes mencionada) se podía producir a causa de la entrada de calcio asociada a la presinapsis de la vía condicionada. Este descubrimiento ayudó a entender por qué motivo la respuesta a un estímulo incondicionado era superior si antes se había producido uno condicionado.

Función del hipocampo en el aprendizaje

El hipocampo es una de las vías de salida más importantes procedentes de las áreas de recompensa y castigo del sistema límbico .Los estímulos sensitivos o los pensamientos que suscitan dolor o aversión activan los centros de castigo límbicos, y los estímulos o pensamientos que generan placer, felicidad o alguna sensación reconfortante activan los centros de recompensa límbicos. En conjunto determinan el estado de ánimo y las motivaciones de una persona. El hipocampo ha resultado ser especialmente importante para tomar decisiones alrededor de qué pensamientos reúnen un interés suficiente para merecer ser recordados en función de las respuestas de castigo o recompensa que han generado: aporta el impulso que produce la traducción de la memoria a corto plazo a memoria a largo plazo.

De hecho, el hipocampo surgió como una parte de la corteza olfatoria. En muchos animales inferiores, esta corteza tiene una función esencial para determinar si se debe ingerir un alimento concreto  si el olor de un objeto particular indica peligro, o si por contra, resulta atractivo des de el punto de vista sexual. Todo esto comporta que las decisiones que se toman en estos casos tienen una importancia vital. A lo largo del desarrollo evolutivo del encéfalo  se supone que el hipocampo acabó siendo un mecanismo neuronal crítico para la toma de decisiones  al determinar la trascendencia de las señales sensitivas recibidas. Una vez se estabilizó esta capacidad para tomar decisiones críticas, se cree que el resto del cerebro también empezó a utilizar el hipocampo con esta finalidad. Por lo tanto, si su actividad indica que una información neuronal tiene importancia, es probable que su contenido sea memorizado.

El hipocampo es, por lo tanto, muy importante en el aprendizaje y creación de memoria a largo plazo. No obstante, se ha observado que no es el hipocampo el lugar donde se almacena la memoria a largo plazo. El hipocampo actúa como depositario temporal de la misma, procesando la información adquirida durante períodos de semanas o meses, enviándola después a áreas importantes de la corteza cerebral para un almacenamiento más duradero. La memoria almacenada en la corteza ya no tendrá que pasar más por el hipocampo. Así que, se puede afirmar que la función de almacenamiento temporal del hipocampo es una de las etapas más importantes para la formación de memoria a largo plazo.

Modelo molecular de potenciación a largo plazo

La potenciación a largo plazo es un aumento duradero de la señal de transmisión entre dos neuronas que resulta de la estimulación sincrónica de las mismas.

Para conseguir que haya potenciación a largo plazo, hace falta que las neuronas pre y postsinápticas estén simultáneamente activadas. La potenciación a largo plazo se vale de una combinación de dos mecanismos de aprendizaje sinápticos independientes y asociativos: un mecanismo hebbiano de repector de NMDA y otro no hebbiano de facilitación presináptica dependiente de actividad.

Las principales vías neuronales del hipocampo utilizan glutamato de transmisor. Hay dos clases principales de receptores de glutamato: los NMDA y los no-NMDA. Estos últimos son los mayoritarios en la transmisión sináptica, porque el canal de iones asociada al receptor de NMDA suele estar bloqueado por iones de magnesio. Cuando la célula postináptica se despolariza, libera el receptor NMDA del bloqueo ejercido por el magnesio permitiendo la entrada de calcio y la consecuente activación de quinasas.

Respecto al mantenimiento de la potenciación a largo plazo, hay estudios que opinan que está relacionado con el aumento de transmisor que sale del terminal presináptico. Parece ser que la intervención directa del calcio, podría liberar un factor de plasticidad retrógrado desde la célula psotináptica. Este mensaje retrógrado llegaría a las terminaciones presinápticas para activar uno o más segundos mensajeros que fomentaría la liberación del transmisor y harían aumentar la transmisión sináptica. Algunos estudios demuestran que este mensajero retrógrado es el óxido nítrico.

¿Cambia nuestro cerebro cuando aprendemos y cuando olvidamos?

Mientras que la memoria a corto plazo implica cambios en la intensidad de las conexiones sinápticas existentes, en la memoria a largo plazo se ha observado que se produce una activación de genes que expresan nuevas proteínas, que desarrollan nuevas conexiones.

Así, los estímulos generadores de memoria a largo plazo comportan cambios anatómicos: el sistema nervioso puede ser un sistema dinámico que cambia con el tiempo según las experiencias de cada persona.

Se ha podido demostrar con estudios científicos que los mapas corticales (como podría ser el homúnculo sensorial) varían a lo largo del tiempo y que si se estimula alguna parte concreta de la corteza, esta puede desarrollarse más que las otras.

Los misterios del sol

Con la fecha del fin del mundo aproximándose, es mejor estar "enterados"

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Más de 50 cosas que no sabías sobre 25 animales que creías conocer muy bien (II)

Seguimos, en la línea de la anterior entrega de esta serie de artículos, descubriendo peculariadidades de animales muy comunes.

6. Ácaro

-Hay ácaros tan pequeños (de momento se han identificado 48.000 especies, aunque probablemente haya 10 veces más) que algunos pueden crear una familia en la tráquea de una abeja.

-Si aspiráis vuestra habitación y cogéis media cucharadita del polvo de la bolsa, entonces ahí lo tenéis:1.000 ácaros y 150.000 bolitas de sus excrementos.

7. Gato

-En Estados Unidos existen alrededor de 75 millones de gatos, que son los responsables de la muerte de 1.000 millones de pájaros y 5.000 millones de roedores por año.

-Los gatos pueden orientarse con los bigotes. Cuando extiende las zarpas, las pezuñas duplican su tamaño. A diferencia de los perros, pueden mover los dedos por separado y “preformar” el agarre antes de atacar.

8. Oveja

-Las ovejas atraen a los rayos, así que es mejor no andar cerca de ellas en una tormenta. La lana se carga fácilmente de electricidad estática, como sabe todo aquel que viste jerséis de lana, así que las ovejas sin trasquilar son algo así como pararrayos. O sea, pelorrayos.

-Aunque es cierto que solemos asociar las ovejas a la estupidez, al mimetismo y al gregarismo por su afición a organizarse en rebaños (los que siguen una moda ciegamente son catalogados de rebaño de ovejas), lo cierto es que las ovejas son muy inteligentes y astutas, y poseen también una gran memoria que les permite rostros de otros miembros del rebaño y el de sus pastor durante dos años.

9. Guepardo

-Se parecen a los jugadores de rugby y otros deportes que se practican en grandes estadios iluminados por brillantes focos en las manchas negras que tienen bajo los ojos. Como en aquéllos, los guepardos tienen estas manchas para reducir los destellos del sol sobre la piel y así obtener su excepcional visión otorgada por una raya ancha y sensible en la retina.

-Para contemplar el prodigio de un guepardo desarrollando más de 100 km/h de velocidad, nada como registrarlo en slow motion.

10. Erizo

-Tiene más de 5.000 y son cerdas huecas reforzadas con queratina (la misma sustancia presente en nuestras uñas). Son tan resistentes que podéis levantar a un erizo por una sola espina sin que ésta se rompa.

-La conducta más extraña de los erizos es el “ungimiento”: retorcerse para embadurnarse el lomo con saliva espumosa. Normalmente lo hacen después de masticar la piel tóxica de un sapo, creando así espuma tóxica para sus espinas.

Podéis seguir descubriendo cosas que no sabíais sobre animales que creíais conocer muy bien en la siguiente entrega de esta serie de artículos.

Coral Rojo

Un coral que en realidad no lo es

El coral rojo, llamado también coral noble, es en realidad una gorgonia y no un verdadero coral; se pesca en el Mediterráneo desde hace muchísimo tiempo y se utiliza para hacer joyas y ornamentos diversos. A veces se le denomina también coral de los joyeros.

Difiere de los verdaderos corales o madréporas por la estructura de su esqueleto calcáreo axial, disimulado en el interior de los tejidos carnosos portadores de pequeños pólipos blancos con ocho tentáculos. Este esqueleto calcáreo es muy duro y fácil de pulir.

Su color va del rojo fuerte al rosa pálido. El coral rojo es común en el Mediterráneo, aunque menos que en la antigüedad. Vive en colonias entre los 20 y 200 m. de profundidad, y forma bancos más o menos extendidos a lo largo de las costas.

Para desarrollarse, el coral rojo necesita suficiente luz y una temperatura constante del agua entre los 13° y los 16°C.

Antaño se pescaba el coral rojo industrialmente, pero en la actualidad los pescadores especializados son cada vez más raros: esta actividad se ha vuelto artesanal. Aun se extrae bastante en Cerdeña, Córcega y Golfo de Nápoles. Sin embargo, van escaseando los ejemplares hermosos.

Las gorgonas, que se encuentran principalmente en los mares cálidos, y que pertenecen al mismo orden, forman flexibles abanicos. Algunas especies alcanzan más de un metro de altura, mientras que otras son enanas. Se desarrollan en los macizos coralíferos y poseen delicados colores dentro de los tonos crema, rosa y violáceo.

Grupo: Celenterados
Clase: Antozoos
Orden: Gorgonáceos
Familia: Corálidos
Género y especie: Corallium rubrum (coral rojo) 

Bases biológicas del aprendizaje y la individualidad (II)

En esta segunda entrega de la serie de artículos sobre el aprendizaje y al individualidad, nos centramos en el aprendizaje asociativo y no asociativo, teniendo como guía los famosos experimentos de condicionamiento clásico conducidos por Pavlov y sus perros.

El aprendizaje asociativo y no asociativo

El aprendizaje asociativo es fruto de relacionar dos estímulos de tal manera que, en general, la presencia de uno de ellos nos recordará invariablemente el otro.

Esta relación entre sucesos se puede dar de forma consciente o de forma inconsciente, de manera que podemos denominarlas memoria explícita e implícita respectivamente. Un buen ejemplo de aprendizaje asociativo es el llamado “condicionamiento”.

Podemos diferenciar tres tipos de condicionamiento: el clásico (involucra un estímulo y una respuesta), el operacional (involucra una acción y una respuesta) y el observacional (copiar acciones de otros).

En el aprendizaje no asociativo, por contra, solo interviene un estímulo y no se crea relación de sucesos. Existen dos tipos: la habituación y la sensibilización.

La habituación consiste en una dismiución de la respuesta delante de un estímulo recibido repetidamente. La sensibilización, en cambio, se puede definir como el aumento de la respuesta como el resultado de una estimulación repetida.

El experimento de condicionamiento clásico de Pavlov

Pavlov demostró, mediante un sencillo experimento, la existencia del aprendizaje asociativo y, concretamente, el condicionamiento clásico.

Para realizarlo, cogió un perro y le presentó comida a la vez que hacía sonar una campana. El perro, cada vez que veía la comida salivaba y oía la campana. Así que, después de realizar la experiencia de forma repetida, cuando hacía sonar la campana y no le daba comida, pudo observar como el perro babeaba debido a la asociación creada.

A nivel conceptual, entonces, podemos definir el condicionamiento clásico como el hecho de relacionar dos estímulos: un estímulo ineficaz llamado “condicionado” (sonido de la campana) con un estímulo muy eficaz, al que se denomina “incondicionado” (la comida).

Aportaciones del Dr. Hebb sobre el aprendizaje asociativo

Hasta mediados del siglo XX se creía que el mecanismo que desencadenaba el almacenamiento mnémico de tipo asociativo consistía en una red neuronal de extrema complejidad. No obstante, esta teoría cayó en desuso cuando el año 1949 el Doctor Donald O. Hebb propuso la hipótesis de un mecanismo de acción basado en vías simples para explicar la adquisición de memoria.

Éste propuso que los sucesos que se producen son comunicativos a nivel neuronal, en el que una célula pre-sináptica estimula de manera reiterada y continua a otra post-sináptica que consecuentemente se activa. La llegada de neurotransmisores en esta última desencadenan los cambios metabólicos a nivel celular que implican una mayor eficiencia en esta para volver a ser activada por la post-sináptica de manera que se da un proceso de activación simultanea en las dos neuronas implicadas.

Este modelo de comunicación recibió el nombre de “sinapsis de Hebb“ en honor a su descubridor y, el refuerzo de la activación que lo caracteriza, pasó a llamarse “coincidencia pre-post”.

Mientras el aprendizaje explícito a nivel del hipocampo se basa en el modelo descrito anteriormente, el implícito se considera regulado generalmente por otro mecanismo denominado “modelo pre-modulador” que se basa en la acción de una tercera neurona que hace sinapsis en la terminal axónica de la célula pre-sináptica. La relación establecida favorece la fusión de vesículas de la neurona “pre” llenas de neurotransmisores que se liberan en el espacio extracelular.

Hemos evolucionado más rápido

Como si en realidad viviéramos en la película X-men, los seres humanos están sufriendo mutaciones mucho más rápido de lo que creía, calculándose la edad determinadas mutaciones presentes en el genotipo. Estamos hablando de un cantidad de tiempo insignificante a nivel genético:los últimos 10.000 años.

Las mutaciones se producen más en estos últimos 10.000 años que en el pasado (unas cien veces más deprisa), así que para explicarlas hay que recurrir a la creciente diversidad del entorno y a la reciente ciencia de la epigenética (el entorno modifica nuestros genes).

Jörg Blech lo explica así en su libro El destino no está escrito en los genes:

El descubrimiento de la agricultura y la formación de colonias más numerosas expusieron al hombre a un sinfín de novedades: la necesidad: la necesidad de tener un techo, el consumo de alimentos nuevos o la aparición de agentes patógenos transmitidos por cerdos, terneras y otro animales. El cerebro también ha debido adaptarse a los sucesivos y rápidos cambios en el entorno. Entre estos genes más “jóvenes” desde el punto de vista de la evolución, se encuentran los que controlan el metabolismo del azúcar en el cerebro.

Si analizamos la estructura genética humana, hace relativamente poco más de 300 posiciones en nuestro genoma han experimentado alteraciones. Una de estas mutaciones recientes nos protege de la malaria, por ejemplo. En el caso de los europeos del norte, por ejemplo, se han desarrollado los genes responsables de los ojos azules y la tez pálida. 

Al menos el 7 % de los genes de 270 personas pertenecientes a distintas etnias han experimentado alguna transformación en los últimos 5.000 años, según los antropólogos estadounidenses Henry Harpending y John Hawks.

Por ejemplo, la capacidad de digerir el azúcar de la leche (lactosa) en la edad adulta se ha ido extendiendo en la especie humana en los últimos diez mil o seis mil años. Actualmente el 95 por ciento de la población en el norte de Alemania presenta la mutación del gen responsable de la tolerancia de la leche, a pesar de que ésta apareció por vez primera entre los masáis y los lapones. Sin duda, se trata de una evolución vertiginosa.

Más de 50 cosas que no sabías sobre 25 animales que creías conocer muy bien (I)

1. Abeja

-Sólo en Estados Unidos, las abejas polinizan cultivos por valor de 19.000 millones de dólares al año. Sin ellas no existiría la agricultura y toda la cadena trófica se iría al garete. Por ejemplo, para polinizar una hectárea de manzanos son necesarias 80.000 abejas; y en una hectárea de manzanos produce 500.000 manzanas (700 manzanas por manzano).

-La miel es la única secreción comestible, aparte de la leche, que, si se guarda correctamente, no se estropea con el tiempo. En yacimientos arqueológicos de tumbas faraónicas, por ejemplo, se ha hallado miel de 3.000 años de antigüedad con la que podríais untaros tranquilamente las tostadas del desayuno.

2. Topo

-El topo es el único mamífero que es capaz de “oler” debajo del agua mientras salen grandes burbujas de aire de sus fosas nasales.

-Su nariz es tan sensible que tiene una densidad de terminaciones nerviosas muy superior a la del clítoris femenino. No en vano, para oler, el topo usa una capacidad cerebral similar a la que otros mamíferos usan para ver.

3. Burro

-Análisis recientes han revelado que la leche de burra es rica en oligosacáridos, carbohidratos con unas potentes propiedades inmunoestimulantes. La gente de campo de la India la usa como alimento infantil.

-Un burro es el único animal de su tamaño que no retrocede si se encuentra con un león, razón por la cual en África se usan burros para proteger al ganado.

4. Perro

-Con 220 millones de células olfativas (los humanos sólo poseemos 5 millones), el olfato perruno es 4 veces mejor que la mejor de las máquinas detectoras olores.

-Incluso pueden oler el cáncer, tal y como sugiere una investigación médica de California, que señala que los labradores y los perros de agua portugueses son capaces de detectar el cáncer de pulmón y de pecho con mayor precisión que las pruebas más avanzadas, como las mamografías y losTAC.

5. Ballena

-La rapidez en el crecimiento de la ballena azul, el animal más grande que ha existido jamás en la Tierra, es asombroso: al nacer, pesa como una elefanta, y luego gana 90 kilos… en 24 horas.

-Los cantos de las ballenas son todo un prodigio. Las ondas sonoras viajan 4 veces más rápido bajo el agua, así que el sonido es el mejor sistema de comunicación en este medio. Los cantos de las ballenas son los sonidos más intensos producidos por un animal: algunas canciones son de frecuencia tan baja que se escuchan a miles de kilómetros de distancia.

Bases biológicas del aprendizaje y la individualidad (I)

A partir del caso del paciente Henry Gustav Molaison (conocido como el paciente H.M.) y otros experimentos, iniciamos una serie de tres artículos en los que repasaremos los diferentes tipos de memoria y su relación con el aprendizaje, así mismo, también veremos por encima las funciones de varias partes del cerebro que están relacionadas también con la memoria.

Entendemos por aprendizaje el proceso en virtud del cual adquirimos nuevos conocimienots y, llamamos memoria, al proceso por el cual retenemos estos conocimientos a lo largo del tiempo.

El caso del paciente H.M.

Henry Gustav Molaison nació en el año 1926. Cuando solo tenia 7 años de edad sufrió un traumatismo craneal con pérdida de conocimiento que duró más de cinco minutos. Tres años después de este incidente sufrió la primera de muchas crisis epliépticas que, con el paso de los años fueron aumentando en cuanto a frecuencia y severidad.

Su cuadro clínico no respondía a las medicaciones utilizadas, fue empeorando progresivamente y los médicos consideraron que la cirugía cerebral era la única forma para aliviar su enfermedad, así que le extirparon bilateralmente la corteza temporal medial (dos tercios del hipocampo, incluyendo el uncus, el giro parahipocámpico y la amígdala).

Esta técnica se encontraba en fase experimental y, aunque los ataques cesaron, el paciente se vio afectado por un déficit de memoria muy severo e irreversible: H.M. sufría amnesia anterógrada muy severa y definitiva, con amnesia retrógrada limitada a uno o dos años, por lo que era incapaz de almacenar nuevos recuerdos, aunque podía realizar tareas complejas y recordar su pasado.

La anosmia (dificultad para interpretar reacciones emocionales – amígdala -), osteoporosis y una movilidad ligeramente reducida fueron los otros síntomas que sufrió el paciente, aunque las funciones motoras y sensitivas permanecieron casi intactas.

Memoria explícita e implícita

Las formas de aprendizaje y memoria que requieren de un registro consciente se llaman explícitas, y las que no, implícitas.

El aprendizaje explícito es el más rápido, incluso puede suceder después de la primera experiencia. Normalmente implica la asociación de estímulos simultáneos y permite almacenar información sobre un hecho que ha sucedido en un lugar y momento concretos. Esta memoria requiere las estructuras del lóbulo temporal de los vertebrados.

Por otro lado, el implícito es más lento y permite acumular habilidades a través de experiencias reiteradas. Normalmente requiere la asociación de estímulos secuenciales y almacena información referente a las relaciones predictivas entre sucesos. Este aprendizaje se manifiesta principalmente en la mejora de algunos trabajos sin que el individuo sea capaz de describir con precisión qué es lo que ha aprendido.

Esta memoria se expresa mediante la activación de sistemas sensoriales y motores comprometidos en la propia tarea del aprendizaje. Incluso los invertebrados más elementales pueden tener este tipo de memoria.

Matemáticas y biología

Cuando de pequeño me decían que las Matemáticas se encontraban en la Naturaleza, me era imposible encontrarlas. 

Yo, como muchos de ustedes, que prefería otras materias, no podía creer que se referían a esto. A día de hoy, me maravillo viendo este tipo de cosas. 

Investigadores del King College de Londres han proporcionado la primera evidencia experimental que confirma la teoría del gran matemático británico Alan Turing de cómo se forman algunos patrones biológicos, como las rayas del tigre o las manchas del leopardo.

El estudio, que se publica online en la revista Nature Genetics, no solo demuestra un mecanismo que es muy relevante en el desarrollo de los vertebrados, sino que también proporciona la confianza de que unos productos químicos llamados morfógenos, que controlan estos patrones, puedan ser utilizado en la medicina regenerativa para diferenciar células madre en los tejidos.

Los resultados apoyan una teoría sugerida por primera vez en la década de 1950 por el famoso descifrador de códigos y matemático Alan Turing, cuyo centenario se celebra este año. Turing propuso la idea de que la repetición de patrones regulares en los sistemas biológicos son generados por un par de morfógenos que trabajan juntos como un «activador» y un «inhibidor».

Para probar esta teoría, los investigadores estudiaron el desarrollo de las crestas regularmente espaciadas que se encuentran en el cielo de la boca en ratones. Llevando a cabo los experimentos en embriones de ratones, el equipo identificó un par de morfógenos que trabajan juntos para influir en que se forme cada arista.

Predicción exacta

Los investigadores fueron capaces de identificar los morfógenos específicos implicados en este proceso: FGF (factor de crecimiento de fibroblastos) y Shh (Sonic Hedgehog). Demostraron que cuando la actividad de estos morfógenos aumenta o disminuye, el patrón de las crestas en la boca se ven afectadas de la manera predicha por las ecuaciones de Turing. Por primera vez, los morfógenos reales involucrados en este proceso han sido identificados y el equipo fue capaz de ver con exactitud los efectos predichos por la teoría especulativa de Turing hace 60 años.

«Como este año se conmemora el centenario de Turing, es un merecido homenaje a este gran matemático e informático cuya teoría ahora podemos probar que era acertada», afirma Jeremy Green, investigador del King's College.

Esa perfección, delicadeza y precisión con la que la Naturaleza lo hace todo. Espero que les guste.

Molécula obliga al cáncer a suicidarse

Enviado por Victor Miranda 612

Este compuesto elimina una proteína que induce la proliferación del tumor canceroso y hace que las células dañadas respeten la muerte celular programada

Científicos estadounidenses han descubierto una molécula que obliga a las células cancerígenas a comportarse como las sanas, lo que incluye su propia muerte cuando tienen algún problema, según un estudio.

El hallazgo podría servir como base para una nueva terapia contra el cáncer, según explicó el genetista Adrian Krainer, del laboratorio Cold Spring Harbor de Nueva York, y autor principal del artículo que publica hoy la revista científica Open Biology, de la Royal Society de Londres.

Los investigadores, que basaron su estudio en un tumor cerebral, descubrieron que las células cancerígenas provocan una mutación en el gen PK-M, que comienza a producir una proteína que estimula su crecimiento, a una velocidad mucho mayor que las sanas.

"Aparentemente, para que un tumor prolifere y sobreviva necesita una gran cantidad de esta proteína" que está presente sólo en las células cancerígenas, apuntó el investigador.

En el artículo publicado hoy, Krainer presenta una molécula con la que ha logrado detener la producción de esta proteína perjudicial en un glioblastoma, un tumor cerebral, y ha conseguido que sus células malignas vuelvan a comportarse según los patrones de una célula sana.

Esto significa también que las células del tumor volvieron a respetar la apoptosis o muerte celular programada, un proceso por el que las células con problemas provocan su propia muerte.

El científico confía en que esta molécula sirva de base para nuevos tratamientos contra todo tipo de cánceres, pero reconoce que la investigación se encuentra en una fase muy temprana y aún es necesario medir su eficacia en ratones vivos y evaluar posibles efectos secundarios.

Fenómenos en la conducta cerebral durante el sueño

Enviado por Mildred Medina

Se ha logrado por vez primera medir la actividad de una región cerebral conocida como la corteza entorrinal, y, para sorpresa de los científicos, se ha descubierto que esta región se comporta como si estuviera recordando algo, incluso mientras el individuo duerme por efecto de un anestésico.

Este hallazgo contradice las teorías más aceptadas sobre el proceso de consolidación de los recuerdos que se desarrolla mientras estamos dormidos.

El equipo de investigación midió simultáneamente la actividad de neuronas individuales de varias partes del cerebro que participan en la formación de recuerdos. La técnica les permitió determinar qué región del cerebro activaba otras áreas y cómo se propagaba esa activación.

El equipo de Mayank R. Mehta, profesor de neurofísica en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), estudió en ratones tres regiones cerebrales conectadas: Una es el neocórtex, o "cerebro nuevo", la parte de la corteza cerebral que más recientemente evolucionó. Otra es el hipocampo, o "cerebro viejo". La tercera es la corteza entorrinal, un "cerebro intermedio" que conecta al cerebro nuevo con el viejo.

Aunque los resultados de estudios previos ya sugirieron que el "diálogo" sostenido entre el cerebro viejo y el nuevo durante el sueño es vital para la formación de recuerdos, los investigadores no habían estudiado la contribución de la corteza entorrinal a esta conversación.

El equipo de Mehta descubrió que la corteza entorrinal mostraba lo que se denomina actividad persistente, la cual se cree que interviene en la memoria de trabajo mientras estamos despiertos. Esa clase de memoria es la que usamos, por ejemplo, cuando prestamos mucha atención para recordar temporalmente cosas, como al procurar recordar un número telefónico que nos acaban de decir para poder teclearlo sin tener que apuntarlo primero, o como cuando seguimos indicaciones para llegar a un lugar.

"La gran sorpresa aquí es que este tipo de actividad persistente ocurre durante el sueño, prácticamente todo el tiempo", subraya Mehta. "Estos resultados son completamente nuevos y asombrosos. De hecho, esta actividad persistente parecida a la memoria de trabajo se producía en la corteza entorrinal incluso bajo anestesia".

Neurona entorrinal. (Foto: UCLA)

Ya se había mostrado previamente que el neocórtex y el hipocampo "conversan" entre sí durante el sueño, y se cree que esta conversación desempeña un papel crítico en la consolidación de recuerdos. Sin embargo, nadie había podido interpretar esta conversación.

Mehta y su equipo desarrollaron un sistema de monitorización muy sensible que les permitió rastrear simultáneamente, hasta la escala de las neuronas individuales, la actividad en cada una de las tres partes del cerebro estudiadas. Esto les permitió descifrar las comunicaciones con precisión, incluso cuando las neuronas estaban aparentemente calladas. Luego, los investigadores desarrollaron un análisis matemático sofisticado para descifrar esta compleja conversación.

Durante el sueño, el neocórtex exhibe un patrón de ondas lentas alrededor del 90 por ciento del tiempo. Y durante este período, su actividad fluctúa entre estados activos e inactivos cerca de una vez por segundo.

Mehta y su equipo se centraron en la corteza entorrinal, la cual tiene muchas partes. La parte externa reflejaba la actividad neocortical. Sin embargo, la parte interna se comportaba de forma diferente. Aunque el neocórtex pasara a estar inactivo, las neuronas de la corteza entorrinal interior permanecían en estado activo, como si estuvieran recordando algo que el neocórtex había "dicho" recientemente, un fenómeno conocido como actividad persistente espontánea.

Además, se constató que cuando la parte más interna de la corteza entorrinal entraba en la fase de actividad persistente espontánea, eso hacía que las neuronas del hipocampo se volvieran muy activas. Por otro lado, cuando el neocórtex estaba activo, el hipocampo reducía mucho su actividad. Estas circunstancias resultaron delatadoras para el equipo de investigación, que logró dar con una interpretación clara de la "conversación".

Durante el sueño, las tres partes citadas del cerebro conversaban entre ellas de un modo muy complejo. Las neuronas de la corteza entorrinal mostraban una actividad persistente, comportándose como si estuvieran recordando algo, incluso bajo anestesia, cuando los ratones no podían sentir nada. Sorprendentemente, esta actividad persistente a veces duraba más de un minuto, un periodo muy grande en la escala de tiempo de la actividad cerebral, donde por regla general los cambios se manifiestan en cuestión de milésimas de segundo.

Los hallazgos hechos en este estudio pionero contradicen a las teorías hoy más aceptadas sobre las comunicaciones dentro del cerebro durante el sueño, y sugieren que lo que ocurre dentro de las regiones cerebrales citadas durante el sueño no sucede del modo en que la ciencia ha venido creyendo. Hay más actores en escena, de manera que el diálogo es mucho más complejo, y además la dirección principal de la comunicación analizada es la opuesta de la asumida hasta ahora.

En la investigación también han trabajado Thomas Hahn y Sven Berberich, ambos de la Universidad de Heidelberg y del Instituto Max Planck de Investigación Médica, las dos instituciones en Alemania, así como James McFarland de la Universidad Brown, en Providence, Rhode Island, Estados Unidos.