¿Estresado? Cuidado se desorienta

Bajo condiciones de estrés, la persona puede perder orientación en diferentes espacios debido a la actividad de una hormona. Foto PxHere

Una consecuencia poco conocida del estrés: la desorientación. Eso confirmaron investigadores de Ruhr University Bochum en Alemania, que hicieorne l estudio con 40 hombres.

Un día les suministraron la hormona cortisol, al otro un placebo. Debían desempeñarse en una tarea de navegación virtual, mientras se les monitoreaba con imágenes de resonancia. El cortisol hizo que se desempeñaran peor en la prueba.

Parece que esa hormona interfiere con la actividad de las células que son fundamentales para la orientación.

Se sabe que el estrés puede afectar la forma como las personas piensan y se comportan, pero no estaba claro cómo el cortisol altera los circuitos cerebrales que sustentan la navegación.

E cortisol afectó claramente la capacidad de orientación de los participantes. En comparación con su desempeño tras tomar el placebo, cometieron errores mucho mayores al intentar llegar a sus destinos en la prueba virtual, independiente de la presencia de puntos de referencia espaciales o de la complejidad de la ruta.

Los efectos del cortisol también se observaron en las imágenes de resonancia. En condiciones normales, un grupo de neuronas de la corteza entorrinal se activan siguiendo un patrón reticular durante las tareas de navegación espacial. Estas neuronas, conocidas como neuronas de cuadrícula o rejilla, funcionan de forma similar al GPS interno del cerebro.

Tras la exposición al cortisol, el patrón de actividad de esas neuronas se volvió menos claro. El efecto fue especialmente pronunciado en entornos sin puntos de referencia, donde las neuronas prácticamente no funcionaban. "Bajo estrés, el cerebro pierde la capacidad de utilizar eficazmente sus mapas de navegación internos", dijo Osman Akan, uno de los investigadores.

El cortisol es la hormona del estrés. Ahí está la explicación.

El estudio se publicó en Plos Biology.

Esta es una ayuda contra el párkinson

El ejercicio aeróbico ayuda al cerebro y reduce la progresión de enfermedades como el párkinson. Foto Public Domain Pictures

Existen diversos tratamientos para enfrentar la enfermedad de Párkinson, pero ninguno la elimina y tienen resultados parciales.¿Entonces? Hay una forma de disminuir la progresión de la enfermedad y está al alcance de todos: ejercicio aeróbico.

Merrill Landers, de la Universidad de Nevada en Las Vegas y la Escuela de Ciencias Integradas de la Salud explicó que "El ejercicio puede ser más que bueno para la salud en general, porque en realidad puede ayudar a reducir la progresión del párkinson al reducir la inflamación del cerebro en la base de la enfermedad".

Para los adultos de más de 60 años, señales tempranas como un pequeño temblor en las manos, movimientos más lentos o un sentido de olfato reducido señalan un problema que debe ser evaluado.

Landers dijo que "Hasta que se encuentre una cur, una de las mayores metas en la investigación sobre el párkinson es encontrar un tratamiento que pueda en realidad ralentizar o detener la enfermedad". Pero, agregó, "Uno de los candidatos más promisorios para enlentecer la progresión es el ejercicio aeróbico, lo cual es el foco de mi actual investigación".

Landers explicó que el ejercicio trabaja como un fertilizante para el cerebro. Aumenta el factor neurotrófico derivado del cerebro, una proteína que ayuda a las neuronas a sobrevivir y crecer. Este "También rebaja la inflamación a través del cuerpo y el cerebro accionando la liberación se señales antiinflamatorias desde los tejidos y los músculos durante el ejercicio".

La inflamación es una parte importante de la defensa inmunitaria, pero mucha puede dañar tejido sano. Es decir, la inflamación puede acelerar la muerte de neuronas, mientras que el ejercicio aeróbico puede reducir la base de inflamación de una persona.

Landers recomienda ejercicio aeróbico sostenido de cualquier tipo, como caminar en una banda, bicicleta, baile u otra actividad que aumente la frecuencia cardiaca.

Sugiere además un nivel moderado, pero exigente. La persona debería estar ejercitándose lo suficientemente fuerte como para hablar en frases cortas, pero no tan suave que pueda sostener una conversación con facilidad.

¿Por qué el dolor les dura más a las mujeres?

En el dolor crónico los sensores -neuronas del cuerpo- pueden activarse hasta sin razón aparente. Lo sienten más las mujeres. Imagen Public Domain

¿Por qué persiste más el dolor crónico en mujeres que en hombres? Un nuevo estudio sugiere que las diferencias en las células inmunitarias, conocidas como monocitos, podrían ser una razón clave. Estas células están reguladas en parte por las hormonas sexuales.

En una investigación publicada en Science Immunology, científicos de la Universidad Estatal de Michigan identificaron un grupo específico de monocitos que liberan una molécula analgésica. El equipo descubrió que estas células son más activas en los hombres, probablemente debido a niveles más altos de hormonas sexuales como la testosterona.

En las mujeres, los monocitos produjeron niveles más bajos de esta señal que atenúa el dolor, situación que se relacionó con un dolor prolongado y una recuperación más lenta. Geoffroy Laumet, profesor asociado de fisiología de la MSU, y Jaewon Sim, exestudiante de posgrado en su laboratorio, observaron el mismo patrón tanto en modelos de ratón como en pacientes humanos.

El trabajo sugiere que con el tiempo podría ser posible estimular a estas células inmunitarias para que generen señales más potentes para calmar el dolor. Aunque es probable que falten muchos años para encontrar tratamientos prácticos, Laumet cree que los hallazgos podrían conducir en última instancia a opciones no opioides que brinden alivio a millones de personas y, al mismo tiempo, refuercen la idea de que el dolor de las mujeres tiene una base biológica clara.

El Docto Laumet explicó que “La diferencia de dolor entre hombres y mujeres tiene una base biológica”. Dijo además que “No está en la cabeza, ni eres débil. Está en tu sistema inmunitario”.

El dolor comienza cuando las neuronas de todo el cuerpo responden a la estimulación. En condiciones normales, estas células nerviosas permanecen inactivas hasta que se activan por una lesión, como un golpe en un dedo del pie o una caída de la bicicleta. Sin embargo, en personas con dolor crónico, estos sensores pueden activarse con una estimulación muy leve o incluso sin un desencadenante evidente.

Pérdida del olfato, alzheimer que se avecina

Mucho antes de que llegue el deterioro cognitivo del alzheimer, hay señales que indican que la enfermedad comenzó su curso. Foto Public Domain Pictures

Antes de que la persona comience a olvidar las cosas y llegue el alzheimer, hay señales de lo que vendrá. Una de esas señales cada vez está más confirmada por estudios científicos.

Así, se sabe que la pérdida del olfato puede ser una de los primeros signos de la enfermedad de Alzheimer. Un estudio de científicos de la DZNE y la Ludwig Maximilians Universität München en Alemania aportó más luz sobre porqué se presenta ese fenómeno. 

Parece que hay un papel importante de la respuesta inmunitaria cerebral, que ataca de forma letal las fibras neuronales cruciales para la percepción de los olores. El hallazgo fue publicado en Nature Communications y se basa en observaciones en ratones y en humanos, incluyendo análisis de tejido cerebral.

Estas disfunciones olfativas, concluyen los investigadores, se producen porque las células inmunitarias del cerebro, llamadas microglía, eliminan las conexiones entre dos regiones cerebrales: el bulbo olfatorio y el locus cerúleo.

El bulbo, ubicado en el prosencéfalo, analiza la información sensorial de los receptores olfativos de la nariz. El locus, una región del tronco encefálico, influye en ese procesamiento mediante largas fibras nerviosas que se originan en las neuronas del locus cerúleo y se extienden hasta el bulbo olfatorio.

Lars Paeger, uno de los investigadores, ,explicó que "El locus cerúleo regula diversos mecanismos fisiológicos. Estos incluyen, por ejemplo, el flujo sanguíneo cerebral, los ciclos sueño-vigilia y el procesamiento sensorial, Este último se aplica, en particular, también al sentido del olfato.

Y acá viene el hallazgo:

Dijo Paeger que "Nuestro estudio sugiere que, en las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer, se producen cambios en las fibras nerviosas que conectan el locus cerúleo con el bulbo olfatorio. Estas alteraciones indican a la microglía que las fibras afectadas son defectuosas o superfluas. En consecuencia, la microglía las descompone". 

Increíble: con genética cambian conducta de una especie

Una mosca D. melanogaster ofrece comida a la hembra, un cambio de comportamiento en el cortejo mediante la activación de un gen. Foto Tanaka et al

Se han insertado genes en especies para que asuman una característica que no tenían, como el color, por ejemplo. Pero lo que acaban de hacer científicos de Nagoya University en Japón es más que sorprendente: ¡cambiaron la conducta de una especie con solo un gen!

Los científicos transfirieron una forma de cortejo de una especie de mosca de las frutas a otra, solo con activar un gen en neuronas productoras de insulina.

En la naturaleza, la mayoría de las moscas de las frutas cortejan su pareja haciendo vibrar rápido sus alas para crear un patrón de sonidos, una canción de cortejo. Sin embargo, Drosophila subobscura evolucionó una estrategia diferente: los machos regurgitan alimento para ofrecerlo como presenta a las hembras, una conducta que no siguen especies cercanas, como Drosophila melanogaster.

Estas dos especies divergieron hace 30 a 35 millones de años. Ambas tienen un gen que controla la conducta del cortejo en machos, pero usan diferentes estrategias. Los científicos hallaron la razón: en las moscas que ofrecen el regalo las neuronas productoras de insulina están conectadas con el centro de control del cortejo en el cerebro, mientras que en las moscas con el canto como cortejo esas células permanecen desconectadas.

Así que activaron el gen en las neuronas productoras de insulina en las moscas D. melanogaster y entonces estas hicieron un ritual que nunca habían hecho: regurgitar la comida como medio de cortejo a las hembras.

Un cambio de comportamiento mediante activación genética, publicado en Science.

Hallan células que dicen "deje de comer ya"

Unas células especiales en la base del cerebro son las que dicen que ya se ha comido lo suficiente. Foto Flickr/Melisa

No es uno solo, son varios los circuitos en el cerebro que tienen un papel en la ingestión de alimentos, pero las neuronas en ellos no son las que toman la decisión final sobre dejar de comer.

Ahora, científicos de Columbia University descubrieron esas neuronas y dónde están situadas. Esas que le dicen "deje de comer ya" son parte de esos circuitos pero se encuentran en el tronco encefálico, la parte más antigua del cerebro de los vertebrados.

El hallazgo se hizo en ratones y fue publicado en el journal Cell.

Alexander Nectow, científico en el Vagelos College of Physicians and Surgeons en esa universidad, quien dirigió el estudio junto a Srikanta Chowdhury, explicó que "Estas neuronas son diferentes a cualquier otra involucrada en la regulación de la saciedad".

Es que "Otras neuronas en el cerebro están usualmente restringidas a sentir los alimentos en la boca, o cómo la comida llena el estómago, o la nutrición obtenida de la comida. Las neuronas que hallamos son especiales en que parecen integrar todas esas piezas de información diferentes y más".

La decisión de parar de comer es un fenómeno familiar y Nectow comentó que "Sucede cada vez que nos sentamos a comer. En cierto punto, cuando estamos comiendo, comenzamos a sentirnos llenos, y luego más llenos, hasta un punto donde pensamos, listo, es suficiente".

¿Cómo sabe el cerebro que el cuerpo ya ha comido suficiente y cómo actúa con esa información para dejar de comer?

Ellos desarrollar una técnica para distinguir los distintos tipos de células en el cerebro y así vieron las del tronco encefálico y cómo es su composición molecular. Así encontraron células no reconocidas antes, con características parecidas a otras neuronas relacionadas con regular el apetito.

Para ver si influían en el comer,  las modificaron, para activarlas o apagarlas. 

"Esencialmente estas neuronas pueden oler la comida, verla, sentirla en la boca y en el estómago, e interpretar todas las hormonas estomacales que son liberadas en respuesta a comer, dijo Nectow, para rematar que "Finalmente aprovechan toda esa información para decidir cuándo suficiente es suficiente".

Como el tronco encefálico es esencialmente el mismo en todos los vertebrados, muy posiblemente esas células también están en los animales humanos.

Este hallazgo podría conducir en un futuro a medicinas y tratamientos frente a problemas de obesidad.

Niveles altos de estrógeno hacen que la mujer beba más alcohol

Los niveles altos de estrógeno en circulación pueden hacer que la mujer consuma alcohol en exceso en los primeros minutos. Foto Needpix

Parece increíble este hallazgo. Un estudio de científicos de Weill Cornell Medicine encontró que la hormona estrógeno regula el consumo excesivo de alcohol en las mujeres, lo que hace que consuman grandes cantidades de alcohol en los primeros 30 minutos después de que se les ofrece.

El estudio establece -se cree que por primera vez- que el estrógeno circulante aumenta el consumo excesivo de alcohol en ellas y contribuye a las diferencias sexuales conocidas en este comportamiento.

Unos hallazgos, publicados en Nature Communications, que podrían dar paso a tratamientos para este trastorno por el uso de alcohol.

La doctora Kristen Pleil, profesora adjunta de farmacología dijo que "Sabemos mucho menos sobre lo que impulsa el consumo de alcoholen las mujeres porque la mayoría de estudios sobre el consumo de alcohol se han realizado en hombres". Pero se sabe que las mujeres también beben en exceso y son más susceptibles a los efectos negativos del alcohol para su salud que los hombres.

Ya en 2021 la doctora Pleil y su grupo demostraron que una subpoblación de neuronas en la región del cerebro, conocida como el núcleo de lecho de la estría terminal era más excitable en ratones hembras que en machos. Esta actividad aumentada se correlacionaba con la conducta de consumo excesivo.

Pero ¿qué hace ese circuito neuronal más excitable en las mujeres? "El estrógeno tiene tan poderosos efectos en varias conductas, en particular en mujeres", explicó y agregó que "Así, tiene sentido que también modularía el beber (alcohol)".

Para evaluar la potencial participación del estrógeno, los investigadores monitorearon los niveles de esa hormona a través del ciclo de celo de hembras de ratones. Luego les sirvieron alcohol. Hallaron que cuando las hembras tienen niveles altos de estrógeno en circulación, beben más que en los días cuando el estrógeno es bajo.

Hallaron además el mecanismo subyacente: cuando el estrógeno promueve el consumo excesivo de alcohol, la hormona está unida a receptores en la superficie de las neuronas, donde modula directamente la comunicación célula-célula.

La doctora consideró que "Creemos que es la primera vez que se ha demostrado que durante el ciclo estral normal, el estrógeno endógeno producido por los ovarios puede utilizar un mecanismo tan rápido para controlar la conducta". Y esa acción rápida impulsa la ingesta de alcoholen las primeras etapas de la gestación cuando el nivel de estrógeno es alto.

Qué desilusión: nuestro pensamiento solo procesa 10 bits por segundo

Nuestros sistemas sensoriales reúnen datos a una velocidad 100 billones de veces más rápido que nuestros pensamientos. Foto StockSnap

 

No somos gran cosa, pese a creencias en contrario, en cuanto a la velocidad de nuestros pensamientos. De hecho, el wifi de su casa u oficina es muchísimo más rápido.

Es que investigadores de Caltech cuantificaron la velocidad el pensamiento humano: es de solo10 bits por segundo, mientras que nuestros sistemas sensoriales recogen dato a a 300 billones de bits por segundo, y el hallazgo conduce a preguntas interesantes: ¿por qué solo podemos pensar solo una cosa a la vez y nuestros sistemas sensoriales procesan miles de entradas a la vez?

Un bit es una unidad básica de información en computación. Una conexión típica de wifi, por ejemplo, puede procesar 50 millones de bits por segundo, Jieyu Zheng lideró la investigación, publicada en Neuron, en la que aplicó técnicas del campo de la teoría de la información hasta una extensa cantidad de literatura científica sobre el comportamiento humano como leer y escribir, jugar videojuegos y resolver el cubo de Rubik para calcular que los humanos piensan a una velocidad de tan solo 10 bits por segundo.

Markus Meister, director del laboratorio y profesor, dijo que "Este es un número extremadamente bajo" y explicó que "Cada momento estamos extrayendo solo 10 bits de los billones que nuestros sentidos están recogiendo y usando esos 10 bits para percibir el mundo alrededor de nosotros y tomar decisiones. Esto lleva a una paradoja: ¿Qué hace el cerebro para filtrar toda esa información?".

En el cerebro hay cerca de 85 000 millones de neuronas, un tercio de ellas dedicadas al pensamiento de alto nivel y situadas en la corteza. Las neuronas individuales son poderosas procesadoras de información y fácilmente pueden transmitir más de 10 bits de información por segundo. ¿Por qué no lo hacen? ¿Por qué tenemos tantas si pensamos con tanta lentitud?

Otra pregunta es ¿por qué el cerebro procesa un pensamiento a la vez en vez de varios en paralelo del modo que lo hacen nuestros sistemas sensoriales?. Por ejemplo, un ajedrecista que anticipa un conjunto de posibles movidas solo puede explorar una secuencia a la vez en vez de varias de una vez. Tal vez se debe a la forma como evolucionó nuestro cerebro.

Estudios sugieren que las primeras criaturas con un sistema nervioso usaron su cerebro primariamente para navegación, moverse hacia los alimentos y huir de los depredadores. Si nuestro cerebro evolucionó de esos simples sistemas se seguir trayectorias, tiene sentido que solo podamos seguir  una 'trayectoria' a la vez.

Zheng y Miester escribieron que "El pensamiento humano puede ser visto como una forma de navegación a través de un espacio de conceptos abstractos". Y agregaron que "Nuestros ancestros han elegido un nicho ecológico donde el mundo es lo suficientemente lento para hacer posible la supervivencia".

Haga ejercicio: hace crecer las neuronas, revela estudio

En respuesta a señales bioquímicas y físicas del ejercicio, las neuronas motrices(de color púrpura) exhiben nuevo crecimiento (color verde) más rápido que las neuronas que no han sido sometidas al ejercicio. Foto MIT

Los beneficios del ejercicio están más que demostrados, benefician el cuerpo, lo hacen más saludable. Entre otras, fortalece los músculos y los huesos, los vasos sanguíneos y también el sistema inmunitario. Más y más estudios muestran diferentes aristas de estos beneficios.

Pero ahora hay un descubrimiento sobre los beneficios en otra parte del cuerpo: científicos del Massachussets Institute of Technology -MIT- encontraron que también beneficia las neuronas. Sí, las hace crecer.

Les explico:

Ellos observaron que cuando los músculos se contraen durante el ejercicio, ello liberan unas señales bioquímicas llamadas las miokinas. Entonces, en la presencia de estas señales generadas por los músculos las neuronas crecen cuatro veces más en comparación con las que no están expuestas a las miokinas.

Este experimento a nivel celular sugiere además que el ejercicio puede tener un efecto bioquímico significativo en el crecimiento de nervios.

Pero hay más. Les cuento:

Para sorpresa, estos científicos también encontraron que las neuronas responden no solo a las señales bioquímicas del ejercicio sino también a sus impactos físicos. El grupo observó que cuando las neuronas repetidamente se halan atrás y adelante, similar a cómo se contraen y expanden los músculos durante el ejercicio, las neuronas crecen justo tanto como cuando se exponen a las miokinas de los músculos.

Mientras estudios previos han indicado que hay un vínculo bioquímico potencial entre la actividad muscular y el crecimiento de nervios, este estudio, de acuerdo con el MIT, es el primero en mostrar que los efectos físicos pueden ser tan importantes.

Los resultados, publicados en el journal Advances Healthcare Materials, ilustran sobre la conexión entre los músculos y los nervios durante el ejercicio, y podría servir para establecer terapias para reparar nervios deteriorados o dañados.

Ritu Raman, profesor de Ingeniería Mecánica en el MIT, uno de los autores, explicó que "Ahora que conocemos que existe este atajo músculos-nervios, puede ser útil para tratar cosas como lesiones en los nervios, donde la comunicación entre nervio y músculo está cortada". El profesor agregó que "Tal vez si estimulamos el músculo, podríamos alentar que sane el nervio, y restaurar la movilidad a aquellos que la han perdido debido a lesiones traumáticas o enfermedades neurodegenerativas".

Fotonoticia: el estrés impide formación de memorias

El estrés puede impedir la formación de memorias al afectarse el funcionamiento de las neuronas en el cerebro. Foto Pexels

El estrés puede afectar el funcionamiento del cuerpo, así como del cerebro. Y también afecta la memoria. Científicos ahora saben porqué.

Un estudio publicado en Cell mostró que los ratones estresados forman grandes manojos de neuronas en el cerebro, hecho que interrumpe la formación de memorias, hallazgo que podría ayudar a explicar porqué las personas estresadas a menudo se sienten amenazadas en ambientes seguros.

Desde hace mucho los científicos saben que el estrés o el trauma pueden llevar a las personas a mostrar temor en situaciones que no lo ameritan. Por ejemplo, tras quemarse un dedo en la estufa o con una olla, la persona estresada puede evitar no solo las ollas sino hasta ir a la cocina y dejar de cocinar., situación común en quienes experimentan trastorno por estrés postraumático y trastorno generalizado de ansiedad.

El estudio publicado describe cómo el estrés altera la formación de memorias y, en particular, los recuerdos de acontecimientos que generaron miedo. Los resultados podrían ayudar a desarrollar terapias para personas con estrés postraumático y ansiedad.

No solo neuronas, otras células del cuerpo también memorizan

El estudio demostró que no solo las neuronas sirven para memorizar y aprender. Muchas otras células del cuerpo lo hacen. Foto Pexels

Suena hasta tonto recordar que las células de nuestro cerebro almacenan memorias, pero ahora un nuevo estudio dice que hay otras células del cuerpo que también cumplen esa función, descubrimiento que abre nuevos caminos para entender cómo trabaja la memoria, mejorar el aprendizaje y hasta tratar problemas de la memoria.

Como explica Nikolay Kukushkin, cabeza del estudio, investigador en New York University, "El aprendizaje y la memoria se asocian por lo general con cerebros y células del cerebro solamente, pero nuestro estudio muestra que otras células del cuerpo pueden aprender y formar memorias también".

En la investigación, los científicos replicaron el aprendizaje en el tiempo estudiando dos tipos de células no cerebrales en laboratorio, una de tejido de nervio y otra de tejido renal, y las expusieron a distintos patrones de señales químicas-justo como las células del cerebro están expuesto a patrones de neurotransmisores cuando aprendemos nueva información.

En respuesta, esas células no cerebrales activaban un 'gen de la memoria' -el mismo que las células del cerebro encienden cuando detectan un patrón en la información y restructuran sus conexiones para formar las memorias.

Para monitorearla memoria y el proceso de aprendizaje, los científicos modificaron esas células para que produjeran una proteína resplandeciente, que indicaba cuándo el gen esta activo y cuándo apagado.

Los resultados mostraron que dichas células podían determinar cuándo los pulsos, que imitaban estallidos de los neurotransmisores en el cerebro, eran repetidos antes que prolongados-justo como las neuronas en nuestro cerebro pueden registrar cuando aprendemos con descansos en vez de hacerlo todo en una sentada.

En específico, cuando los pulsos se sucedían en intervalos espaciados activaban el 'gen de la memoria' más fuerte y por más tiempo, que cuando el mismo tratamiento se daba todo de una sola vez.

Kukushkin dice que "Esto refleja el efecto del espacio masivo en acción", y luego agrega que "Muestra que la capacidad de aprender con una repetición espaciada no es única de las células del cerebro, sino que, de hecho, puede ser una propiedad fundamental de todas las células".

Los investigadores añaden que los hallazgos no solo ofrecen nuevos caminos para estudiar la memoria, sino que también señalan el potencial de posibles ganancias relacionadas con la salud.

La investigación se publicó en Nature Communications. 

Estornudar o toser... he ahí el dilema

Son dos tipos de neuronas diferentes las que hacen que se estornude o se tosa. Foto Flickr/Allan Foster

Toser o estornudar. Alergia. Científicos descubrieron neuronas que hacen que haya una respuesta y no la otra. Llamémoslas neuronas del estornudo en la nariz liberan señales al cerebro; y otras neuronas distintas envían mensaje para... sí, para toser.

El hallazgo puede ser útil en la búsqueda de tratamientos para condiciones como las alergias, y la tos crónica, situaciones que causan muchas molestias y hasta vergüenzas pues a veces no se puede parar de estornudar o de toser. Los tratamientos no siempre logran su cometido.

En la investigación, ratones fueron expuestos a distintos compuestos, cada uno de los cuales activaba un canal de iones diferente. Uno de ellos, se concluyó desencadenaba estornudos; se le quitó a ratones, se les expuso a la influenza y pese a esto dejaron de estornudar.

Pese a que ya no estornudaban, tosían cuando seguían expuestos a la influenza. Entonces procedieron de igual manera y rastrearon la respuesta a la tos a un conjunto de neuronas en la tráquea, que expresan una señal química llamada somatostatina.

Los hallazgos fueron publicados en el journal Cell.

Hallan sustancia que hace que nos decidamos a hacer ejercicio

Una joven en calentamiento para trotar. En la decisión sobre hacer ejercicio o no, hay sustancias involucradas en nuestro cerebro. Foto Public Domain Pictures 

La situación es bien común. Creo que a casi todos nos ha sucedido: ¿hacemos ejercicio o... mejor no y nos comemos un postre y tomamos un café? Sí o no, la disyuntiva que tiene lugar en el cerebro cuando se trata de tomar una decisión sobre este caso.

De hecho, es uno de los propósitos de cada año que más fracasan: este año sí hago ejercicio. Y científicos en ETH Zurich parecen haber hallado al responsable de que se decida por el ejercicio o no.

Les explico: Descifraron qué químico y cuáles neuronas median en la decisión.

Y hay más:

Pero respondamos de una la inquietud: los responsables son la sustancia mensajera orexina y las neuronas que la producen.

Se sostenía que en esta decisión estaban implicadas otras sustancias como la serotonina y la dopamina, que fueron halladas hace mucho tiempo. La orexina es de hallazgo reciente.

"En neurociencias, la dopamina es una explicación popular de porqué elegimos hacer unas cosas y evitamos otras", explicó Denis Burdakov, profesor en aquella institución, pero "Nuestro conocimiento actual acerca de la dopamina no explica con facilidad porqué decidimos ejercitarnos en vez de comer", y eso se debe a que "Nuestro cerebro libera dopamina tanto cuando comemos como cuando nos ejercitamos, lo que no explica porqué elegimos una sobre la otra".

Para averiguar qué sustancia estaba implicada, los investigadores ingeniaron un experimento con ratones, que tenían para elegir una entre ocho opciones en pruebas de diez minutos, opciones entre las que estaba una rueda donde podían correr y una barra de dulce que también les gusta (como a nosotros porque contiene mucho azúcar, grasa y sabe bien).

Prosigo:

Había ratones normales y un grupo al que se le había bloqueado la orexina. Si se les ofrecía solo una opción de aquellas, no había diferencia. Pero cuando se les daban las dos al tiempo el asunto cambiaba.

El científico Burdakov comentó que "Esto significa que el rol primario del sistema orexina no es controlar cuánto se mueven o comen los ratones". ¿Entonces? Agregó que "Más bien, parece que es central a hacer una decisión entre una y otra (opción), cuando ambas están disponibles".

Es que cuando no tenían intacto el sistema orexina la decisión se inclinaba hacia comer la barra con el dulce.

¿Qué seguirá?

Esperen les cuento:

Se trata de validar en humanos los hallazgos, que pueden ser similares pues las funciones cerebrales son prácticamente las mismas en ambas especies. Para eso a las personas se les suministraría una droga que bloquea la orexina, que está autorizada para el insomnio, o examinar pacientes que sufren de narcolepsia, uno en  2000, que por razones genéticas tienen el sistema restringido.

De confirmarse, ¿Qué sigue?

No sería descabellado pensar en ofrecer una solución, para que hagan ejercicio, a quienes tienen alterada la orexina. 

El estudio fue publicado en Nature Neuroscience.

Si no se duerme, el cerebro no memoriza bien

El sueño sirve para reforzar la memoria. Cuando no se duerme lo suficiente o nada no se fijan bien esas memorias. Foto Pexels

Si usted tiene un examen o una presentación en la mañana siguiente y no duerme por 'hacer' la tarea bien, pues está muy, peor muy errado. No hay como el descanso para aprender más. Hay nuevas evidencias.

Dos nuevos estudios de la University of Michigan descubrieron qué sucede dentro de cerebro cuando se duerme y cuando hay privación del sueño para ayudar o impedir la formación de memorias.

El caso es el siguiente. Les cuento:

Existen unas neuronas llamadas de lugar, que están activas en las personas y les ayudan a moverse en el ambiente. ¿Pero qué pasa durante el sueño? "Si esas neuronas están respondiendo durante el sueño, ¿qué podemos inferir?", se pregunta Kamra Diba, profesor de Anestesiología en aquella universidad.

Un estudio presentado en Nature, de Diba y Kourosh Maboudi, analizó neuronas en el hipocampo, estructura relacionada con la formación de memorias y hallaron la forma de visualizar la activación de patrones neuronales asociados con una ubicación mientras un animal estaba dormido. Del hipocampo salen unas ondas de actividad eléctrica cada dos segundos durante horas en estados de descanso o sueño.

Midieron la actividad cerebral de ratas cuando dormían luego de haber completado un nuevo laberinto y así pudieron rastrear las neuronas que respondían a determinados espacios en el laberinto y se relacionaban con el sueño.

En el segundo estudio  comprobaron que los patrones de encendido de las neuronas involucradas en reactivar repetir la experiencia del laberinto era más alta en el sueño en comparación con la falta de sueño.

No se observó una ganancia igual cuando se estaba privado del sueño y luego se dormía que cuando se dormía de manera normal.

Hallan neuronas que dan significado a las palabras

Hay neuronas que se activan con palabras parecidas o de la misma categoría. Foto DevianArt

Lo damos por sentado como algo muy natural, pero ¿cómo convierte el cerebro los sonidos en palabras con significado?

Bueno, científicos escudriñaron el cerebro de personas vivas y crearon el mapa de mayor resolución hasta ahora de las neuronas que codifican el significado de varias palabras. Unos resultados que sugieren que en las personas el cerebro usa las mismas categorías estándar para clasificar las palabras ayudándonos a  convertir el sonido en algo con sentido.

Aunque el trabajo se hizo con palabras en inglés, es un paso más para descifrar cómo el cerebro almacena las palabras en la biblioteca del lenguaje, en palabras del neurocirujano Ziv Williams, del Massachusetts Institute of Technology en Cambridge. Al mapear el conjunto de células cerebrales que se superponen y responden a varias palabras, "podemos tratar de comenzar a construir el tesauro del significado".

El área del cerebro llamada la corteza auditiva procesa el sonido de una palabra cuando entra al oído, pero es otra área, la corteza prefrontal, una región se desarrolla una actividad cerebral alta, que descifra el significado semántico, su esencia.

Los participantes escucharon frases cortas con 450 palabras y los científicos grabaron cuáles neuronas se activaban y cuándo. Dos o tres neuronas se activaban para cada palabra, aunque solo se registró una pequeña cantidad de los miles de millones de neuronas de la corteza prefrontal. Luego miraron la similitud entre palabras que activaban las mismas neuronas. 

Las palabras a las que respondía el mismo set de neuronas caían en categorías similares, como acciones o palabras asociadas con personas. También se halló que las palabras que el cerebro podía asociar una con otra, como pato y huevo, encendían algunas de las mismas neuronas. Y palabras con significados parecidos como ratón y rata generaban patrones de actividad neuronal que eran más similares que aquellos que se activaban con palabras como ratón y lora. Otro grupo de neuronas respondía a palabras asociadas con conceptos más abstractos, como arriba o detrás.

El estudio fue publicado en Nature.

Impresionantes imágenes de 1mm de cerebro

Fragmento del cerebro analizado. Se aprecia la posición de las neuronas, que  aparecen en colores según su tamaño. Foto Google Resarch & Lichtman Lab/Harvard University

Científicos lograron hacer el mapa de solo un milímetro de cerebro llegando a un detalle nunca logrado, revelando nuevos patrones de conexiones entre las células cerebrales, neuronas, así como células que se envuelven entre ellas formando nudos y pares de neuronas que casi son la imagen una de la otra.

El mapa en 3D cubre solo un milímetro cúbico, es decir un millonésimo de todo el cerebro y miren lo que contiene: cerca de 57 000 células y 150 millones de sinapsis, esas conexiones entre neuronas. Incorpora1.4 petabytes de datos.

Es tanto que tiene asombrados a los científicos, es tal la información que no saben cómo van a trabajar con tanta complejidad, como dijo el coautor Viren Jain, neurocientífico de Google en Mountain View, California, citado por Nature.

El fragmento de cerebro fue tomado de una mujer de 45 años cuando se sometió a una cirugía para tratar su epilepsia. Era parte de la corteza, área del cerebro relacionada con el aprendizaje, la resolución de problemas y el procesamiento de señales sensoriales.

Esa muestra fue sumergida en preservantes y teñida con metales pesados para ver con mayor facilidad las células. Luego el neurocientífico Jeff Lichtman, de Harvard University, y colegas, cortaron el pedacito de cerebro en unas 5000 rebanadas de solo 34 nanómetros de grosor, que podían ser tomadas en imágenes mediante microscopios de electrones.

El equipo de Jain desarrolló modelos de inteligencia artificial que podían reunir las imágenes de microscopio para reconstruir la muestra completa en 3D. "Recuerdo ese momento haciendo el mapa y mirando una sola sinapsis del cerebro de esa mujer, luego haciendo zoom en esos otros millones de pixeles. Se sintió algo espiritual", dijo Jain.

De blanco se aprecia una sola neurona con 5600 axones (azules)que la conectan. La sinapsis que hacde esas conexiones aparece en verde. Imagen Google Research & Lichtman Lab/Harvard University

Estos son los beneficios del ejercicio en el cerebro

Personas haciendo ejercicio en un parque en Haikou, ciudad de China. Foto Wikipedia Commons

Un estudio de hace varios años sugiere que con el ejercicio pueden crecer nuevas células del cerebro, en trabajo hecho con ratones. Aunque hoy se discute si en verdad se generan nuevas, cada vez más estudios demuestran los beneficios que trae el ejercicio al cerebro.

Entre otras, mejora el estado de ánimo. Mas hay más beneficios:

Mejora la cognición a corto plazo. Inmediatamente después de hacer ejercicio las personas se desempeñan mejor en pruebas de memoria operativa y más funciones ejecutivas, tal vez por la liberación de neurotransmisores en el cerebro como la epinefrina y la norepinefrina.

Pero también se liberan dopamina y serotonina y por eso la persona se siente bien luego de ejercitarse.

Los mejores resultados, dice un informe en The New York Times, se obtienen cuando la práctica es regular, varias veces a la semana. Quienes lo hacen tienen mejores resultados en pruebas cognitivas que aquellos sedentarios. Mientras más meses se persista, mejores beneficios cognitivos.

Además quienes hacen ejercicio tienen mejor estado de ánimo y mejor salud mental que quienes llevan una vida sedentaria. Se sabe que ayuda contra la depresión y por eso a veces se recomienda ejercitarse cuando se padece esa condición.

Se ha descubierto que también brinda cierta protección contra las enfermedades neurodegenerativas. Reduce el riesgo de alzheimer y de demencia.

Esto puede deberse a la hormona irisina, que es liberada por los músculos y va al cerebro. Esta hormona tiene cualidades neuroprotectoras y contribuyen al mejoramiento cognitivo.

El ejercicio mejora la circulación, fomentando el crecimiento de vasos sanguíneos en el cerebro. Así llegan más hormonas y hacen que se liberen sustancias como la hormona BDNF, muy importante para la salud cerebral y la formación de nuevas conexiones entre las neuronas.

Y más vasos sanguíneos más un número mayor de conexiones puede hacer que crezcan algunas zonas del cerebro., un efecto importante para los adultos mayores porque con la edad se pierde volumen cerebral.

Para lograr todos estos beneficios solo se necesita hacer ejercicio de manera regular, aunque parece que la intensidad aportaría más ventajas.

Nota: con datos de The New York Times

Parece que los ratones también tiene conciencia de sí

Un ratón del experimento se mira con detenimiento en el espejo. Foto Neuron/Yokose et al

Otros que se suman a la lista: parece que los ratones tienen conciencia de sí, se reconocen de acuerdo con la prueba del espejo reportada por científicos en Neuron.

Cuando los investigadores marcaban con un punto banco la frente de ratones grises estos pasaban más tiempo acicalándose la cabeza, tal vez tratando de quitarse la mancha. No obstante, los ratones solo mostraron este autorreconocimiento si estaban acostumbrados a los espejos, si habían socializado con otros ratones que lucían como ellos y si la marca era grande.

Los investigadores identificaron un subconjunto de neuronas en el hipocampo que están involucradas en el desarrollo y almacenamiento de su propia imagen, entregando un primer vistazo a los mecanismos neuronales detrás del autorreconocimiento, algo que hasta ahora era punto sin resolver en los estudios de neuro comportamiento.

"Para formar la memoria episódica, por ejemplo, de eventos en nuestra vida diaria, los cerebros forman y almacenan información sobre dónde, qué, cuándo y quién y del componente de estatus de la información propia", en palabras del neurocientífico Takashi Kitamura, del University of Texas Southwestern Medical Center, autor senior del estudio. "Los investigadores usualmente examinan cómo el cerebro codifica o reconoce a otros, pero el aspecto del aspecto de la auto-información no es claro".

Usaron el espejo para ver si los ratones podían detectar el cambio de apariencia por la tinta en sus frentes. Como la tinta también también proporciona un estímulo, los científicos examinaron los ratones con tinta blanca y negra.

La prueba del espejo fue desarrollada para determinar conciencia en distintas especies, pero en este caso los investigadores indicaron que su experimento solo muestra si los ratones podían detectar el cambio de apariencia, pero no significa necesariamente que tienen conciencia de sí.

Al fin descubren porqué nos desmayamos

Una conexión entre corazón y cerebro está presente en los desmayos. Foto AHA

Ocurre con frecuencia y es un evento que puede generar consecuencias peores y que siempre causa inquietud entre la gente. Científicos lograron responder al fin qué es lo que causa los desmayos.

Se pueden dar por hambre, calor, permanecer de pie mucho tiempo o ante el miedo a la sangre y las jeringas, por ejemplo. Datos sugieren que el 40 % de las personas sufren al menos un desmayo durante su vida.

Lo que provoca esa pérdida breve de conciencia, que los científicos llaman síncope, ha sido todo un misterio. Pero ahora parece que hay una respuesta clara.

Investigadores descubrieron una vía neural que controla el proceso, involucrando un grupo de neuronas sensoriales que conectan el corazón con el tallo cerebral. Un estudio publicado en Nature indica que activando esas neuronas hicieron que ratones dejaran de moverse y cayeran casi de inmediato, exhibiendo síntomas como los observados en el síncope humano como una dilatación rápida de pupilas y ojos en blanco.

Los autores sugieren que esa ruta posee la clave para entender los desmayos, más allá de lo que siempre se ha dicho de una reducción del flujo de sangre en el cerebro. "Hay una reducción del flujo sanguíneo, pero, al mismo tiempo, hay circuitos dedicados en el cerebro que manipulan esto", dijo el coautor Vineet Augustine, neurocientífico de la University of California en San Diego.

El estudio de esas rutas podría inspirar nuevos acercamientos a tratamientos para las causas cardiacas del síncope", según Kalyanam Shivkumar, cardiólogo de la University of California en Los Ángeles.

Hasta ahora la respuesta era elusiva porque los investigadores se centraban en estudiar el corazón o el cerebro, pero los científicos de este estudio mostraron cómo interactúan estos dos sistemas.

Detectaron unas neuronas que forman ramificaciones en las partes bajas del músculo del corazón, los ventrículos y conectan con un área distinta en el tallo cerebral, el área postrema.

Cuando activaban esas neuronas, los ratones se desmayaban rápido y mostraban ojos blancos y dilatación de pupilas, así como reducción de la tasa cardiaca, la presión sanguínea, la respiración y el flujo de sangre al cerebro.

 Cuando no llega oxígeno al cerebro, las células nerviosas mueren entre 2 a 5 minutos, pero por lo general los desmayos en las personas duran menos de 60 segundos.

Conociendo el mecanismo, las investigaciones deben resolver cómo es que se activan las neuronas que conducen al desmayo.

El ejercicio incide en el desempeño cerebral

Con la contracción, los músculos sueltan sustancias que van a distintas partes del cuerpo. En el cerebro activan neuronas en el hipocampo. Foto Pixabay

El ejercicio es vida, es salud para el cuerpo y para la mente. Para el cerebro. Esto parece demostrado en un estudio en el journal Neuroscience en el cual se encontró que sustancias liberadas por los músculos durante el ejercicio benefician las neuronas del hipocampo.

Cuando los músculos se contraen en el ejercicio, por ejemplo levantando un peso, liberan diferentes compuestos que entran al flujo sanguíneo y van a diferentes partes del cuerpo, incluyendo el cerebro.

Los investigadores querían saber si afectaba en algo esa región cerebral conocida como el hipocampo, "una área crucial en el aprendizaje y la memoria, y por tanto para la salud cognitiva", recordó Ki Yun Lee, estudiante de doctorado en la University of Illinois, Urabana-Champaign (Estados Unidos), director del estudio.

Entonces los investigadores cultivaron en laboratorio células de músculo de ratones y cuando crecieron comenzaron a contraerse, liberando químicos que fueron aislados. Los agregaron a otro cultivo de células del hipocampo y qué sorpresa: estas generaban más grandes y frecuentes señales, señal de robustez y buena salud. A los pocos días las neuronas activaban esas señales eléctricas con mayor sincronía, sugiriendo la formación de una red más madura e imitando la organización de neuronas en el cerebro.

También hallaron que los astrocitos eran esenciales en esa activación de las neuronas, regulándola además. Estos son células grandes que mantienen las células nerviosas en su lugar y les ayudan a que funcionen bien.

Este es un primer paso en entender cómo el ejercicio beneficia al cerebro. La investigación, al final, redundará en el desarrollo de programas de ejercicios más efectivos para problemas como los trastornos cognitivos, dijeron los investigadores.