Al producir una proteína es expuesta a una carga eléctrica generando un efecto de fluorescencia, esto ayudó a los investigadores para visualizar cómo viajan estas señales a través de las células, por ejemplo, en la red neuronal, así también les permitió saber la velocidad a la que viajan y cómo se van dispersando.

Una neurona tiene una membrana que la recubre y en su núcleo contiene una carga negativa, al activarse, su voltaje se invierte (alrededor de un 1/1000 de segundo), este breve pico de voltaje viaja hacia otra neurona y se mueve a través del cerebro hasta comunicarse por todo el cuerpo.

Anteriormente el estudio mediante electrodos podían matar estas células, por lo que esta nueva técnica ayudará a los investigadores en el desarrollo de nuevos medicamentos principalmente dirigidos a los canales iónicos (encargados de los procesos de aprendizaje y memoria, la regulación de la presión sangínea y la secreción de hormonas).

Link: Genetically-altered neurons light up as they fire (Wired UK)

(cc) The House of Mouse

Comprobando que los vampiros siempre tuvieron toda la razón en querer morder curvilíneas y voluptuosas jóvenes para mantenerse rejuvenecidos, un estudio de investigadores de la Universidad de Stanford indicó que al inyectar sangre de un ratón joven en uno viejo, éste comenzó a disfrutar de lo que podría perfectamente ser calificado como un “efecto de rejuvenecimiento”.

La investigación publicada en Nature, donde se utilizó la técnica de la parabiosis, muestra que luego de algunas semanas el ratón de mayor edad inyectado con sangre de un par más joven (en rigor sólo el plasma para que no tuviera impedimentos para circular por el cerebro), comenzó a producir más neuronas, generando una mayor actividad en las sinapsis, incluso sufriendo menos inflamación.

Y al hacer el ejercicio contrario (con la sangre de un roedor de más edad en un ejemplar joven), el resultado es también el opuesto. El ratón comenzó a experimentar atributos de uno viejo; aumentó su inflamación y decreció su producción neuronal.

En definitiva, el descubrimiento puede ser el primer paso para luchar contra las enfermedades degenerativas del cerebro que tienen relación con el envejecimiento. Podría ser un avance significativo para la vida de la gente de mayor edad.

Lo claro es que los vampiros saben, y mucho.

Link: Old Blood Impairs Young Brains (Technology Review)

Un análisis liderado por investigadores de la Universidad de Cambridge, determinó que nuestra estructura mental ya alcanzó su máxima capacidad porque -como explican- el cerebro requeriría vastas cantidades de energía y oxígeno adicionales para poder incrementarla, cosa que es imposible de lograr.

Simon Laughlin, profesor de neurobiología, expone que “demostramos que los cerebros deben consumir energía para funcionar y que estos requerimientos son lo suficientemente demandantes como para limitar nuestro rendimiento”, y agrega que “los poderes de largo alcance de la deducción demandan gran cantidad de energía, porque para buscar nuevas relaciones, el cerebro debe correlacionar información de manera constante desde diferentes fuentes”. Laughlin concluye que “semejante demanda de energía significa que existe un límite para la información que podemos procesar”.

Así las cosas, asoma como bien improbable que por ahora exista alguna manera de ser seres ultra-brillantes y deberemos conformarnos con seguir utilizando sólo una pequeña fracción de nuestra mente. Einstein literalmente nos saca la lengua en ésta pasada…

Link: The end of evolution? Scientists say human brain may have reached full capacity (Daily Mail)

Los científicos recurrieron a las moléculas porque sabían que antes de que este cerebro evolucionara, los organismos unicelulares mostraron formas limitadas de inteligencia. Estos microorganismos no poseen cerebros, pero sí tienen moléculas que interactuaban entre sí para buscar alimentación y evitar toxinas, tal como un circuito, procesando y transmitiendo información y datos.

El equipo creó cuatro neuronas muy simplificadas (compuestas de 112 cadenas de ADN) en tubos de ensayo. Cada hebra fue programada con una secuencia de base especificada para interactuar con las demás cadenas. Dichas interacciones imitan las reacciones de las neuronas y para observarlas les incorporaron un marcador molecular fluorescente que se enciende al activarse.

Luego se le dio información básica sobre la identidad de los cuatro científicos como hebras codificadas de ADN y se le sometió a una prueba para responder sí o no, e identificar a uno de los investigadores. La respuesta iba incluida en las cadenas ingresadas a las pipetas y, con las pistas, la red neuronal lograba generar la respuesta correcta (que podía notarse gracias a los marcadores activados).

El juego fue aplicado de 27 maneras diferentes y la red neuronal contestó correctamente siempre.

¿Nervioso?

Link: Test tube DNA brain gets quiz questions right (Discovery)

Esto según un estudio de investigadores de la escuela de medicina de la Universidad de Washington, que identificaron las células cerebrales específicas que generan aquellos períodos de los cuales al día siguiente simplemente no nos acordamos. Con ello, también podría lograrse un fármaco que permita prevenir esos borrones durante las juergas.

Los científicos descubrieron que si podían bloquear la fabricación de esteroides por parte de las neuronas, también podrían preservar la potenciación a largo plazo (LTP) en el hipocampo de las ratas. Y lo hicieron con enzimas 5-alfa-reductasa, un tipo de droga que contiene finasterida y dutasterida, que sirven para la reducción del tejido prostático. Lo bueno es que al comprender qué sucede cuando se inhibe la formación de memoria a causa del alcohol, también se podrá llegar a estrategias que mejoren la memoria.

De todas maneras, no es necesario tomar hasta quedar inconscientes si llegamos a tener en los bolsillos pastillas de esto, ¿cierto? A menos que hayamos sufrido de una terrible desilusión amorosa y el objetivo sea justamente “tomar para olvidar”…

Link: The biology behind alcohol-induced blackouts (Medical Xpress)

El equipo ya había logrado este método -llamado transdiferenciación- el año pasado tomando células de la cola de un ratón, pero pronto se dieron cuenta que dicho trabajo con células humanas no sería tan sencillo, ya que en este caso las células nerviosas no generaban el estímulo necesario para que se comunicaran.

Dado que los científicos no podían obtener muestras de células de cola, como con las ratas, utilizaron tejidos provenientes lugares tan extraños como de fetos abortados y de prepucios de recién nacidos. Para lograr las señales eléctricas necesarias para la sinapsis, los investigadores debieron incorporar un único gen a través de un virus. Y funcionó.

No obstante, dicha ciencia aún está en pañales y deberán pasar varios y pruebas antes de que pase a tener un uso clínico, pero de todas formas significa un gran salto en la medicina regenerativa; un paso por encima del uso de células madre, ya que utiliza células mucho más abundantes.

Con este método, los médicos podrían eventualmente tratar males como el Parkinson, el Alzheimer, otros daños cerebrales y padecimientos del sistema nervioso.

Link: How to make a human neuron (Nature, vía Pop Sci)

Al poco rato, las células crecieron y se vincularon, generando una red neuronal con forma de anillo capaz de transmitir y recibir señales eléctricas. Las entre 40 a 60 neuronas del nuevo cerebro artificial pudieron ser estimuladas con pulsos eléctricos que viajaron por él durante hasta 12 segundos (inicialmente los investigadores esperaban que circularan sólo unos 0,25 segundos). Esto significa que el microcerebro logró almacenar y transmitir la señal en secuencia, como una suerte de memoria de corto plazo.

Ahora, con esta información en mano, los científicos intentarán descubrir la manera exacta en que nuestros cerebros transmiten señales eléctricas y cómo es que nuestra red neuronal logra procesar y almacenar los datos.

Link: Petri dish brain has 12 second memory (Dvice)

(cc) My Silent Side

El “andar como zombie” por dormir poco ahora puede tener una explicación: en realidad, aunque estés despierto, parte de tu cerebro en realidad está dormido. De acuerdo a un estudio publicado en la revista Nature, el cerebro opera así para poder recargar partes de tu cabeza y para que puedas seguir funcionando (a media máquina, pero funcionando).

Esto explicaría por qué cuando dormimos poco tenemos dificultades para entender las cosas: en realidad estamos parcialmente durmiendo.

“Después de largos períodos en un estado despierto, neuronas corticales pueden ‘desconectarse’ brevemente”, explicaron los neurocientíficos Vladyslav Vyazovskiy y Giulio Tononi de la Universidad de Wisconsin. “Aunque el electroencefalograma y el comportamiento indican que la persona está despierta, poblaciones locales de neuronas en la corteza pueden estar quedándose dormidas, con consecuencias negativas para el desempeño”, dicen.

El estudio se hizo con ratas, donde se conectó los cerebros de los animales a máquinas de electroencefalogramas. Luego se mantuvo a los roedores despiertos por más tiempo de lo normal, y se buscó patrones en las lecturas entregadas por la actividad eléctrica del cerebro.

Encontraron que grupos de neuronas gradualmente alternaban periodos de actividad e inactividad, un patrón asociado con estados de sueño profundo – no con el estar despierto. Pero a diferencia de lo que ocurre cuando dormimos, el cambio de estado de estas neuronas era mucho más breve y desconectado.

Los investigadores pusieron a las ratas sin dormir a buscar pellets de azúcar en laberintos, y obtuvieron desempeños más bajos a medida que la proporción de neuronas “dormidas” era más alta. Esto podría ser indicativo de cómo funcionan también nuestros cerebros humanos.

En un comentario que acompaña el estudio, el neurocientífico de la Universidad de California, Christopher Colwell, indica que este fenómeno se puede comparar con otros estados del sueño, como el sonambulismo, donde la persona pasa por estados alternados de sueño y de estar despierto; o como lo que hacen algunos animales que pueden dormir la mitad de su cerebro mientras la otra permanece despierta, para manternerse vigilantes.

“Estas observaciones sugieren también que neuronas individuales pueden ponerse a dormir. La habilidad de controlar de forma activa el comportamiento de ciertos circuitos neuronales mientras otros descansan puede ser ventajosa evolucionariamente”, dijo Colwell.

Link: Sleep-deprived neurons may shut down, even when you’re awake (Wired)

Hay tanto que no sabemos del cerebro humano. Su funcionamiento es tan complejo que nos ha costado siglos entender cómo funciona. Pero ahora tenemos un avance más claro, gracias a una investigación hecha en el Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization en la Universidad de Göttingen de Alemania.

Usando un modelo muy cercano a la realidad, fueron capaces de entender cómo funciona la transmisión de información en el cerebro. Primero, hay que entender que las neuronas se activan gracias a impulsos eléctricos. Según Fred Wolf, director del grupo de investigación en el Instituto Max Planck:

El cerebro codifica información en la forma de pulsos eléctricos, conocidos como “puntas”. Cada una de las aproximadamente 100 mil millones de neuronas actúa como un receptor y un transmisor. Juntan todos los impulsos eléctricos entrantes y bajo ciertas circunstancias los transmiten a sus vecinos. Así, cada pedazo de información procesado por el cerebro genera su propio patrón de actividad.

Pero el gran descubrimiento de este estudio es la formación de un segundo “potencial” eléctrico en la membrana de la célula. Si ese potencial no crece hasta cierto punto, entonces la neurona no se activa. Esta situación no era conocida, por lo que el conocimiento del funcionamiento de las neuronas estaba incompleto. Esto, además, permite saber qué tan rápido olvidamos información.

Las neuronas que reciben impulsos eléctricos (información) pero no logran que el potencial crezca al nivel necesario, no completan el patrón de la información, por lo que ese impulso es “olvidado”. Con este descubrimiento se concluyó que el cerebro olvida información a una velocidad de un bit por segundo por cada neurona activa. Según los investigadores, esta tasa de supresión de información es increíblemente rápida, y concluyeron que este nuevo conocimiento permitirá tener un mejor entendimiento del funcionamiento de las neuronas dentro de la corteza cerebral.

Link: New research suggests our brains delete information at an ‘extraordinarily high’ rate (Engadget)

Si uno tiene en su universidad un departamento de “Ciencia Cerebral” puede especular con sus actividades (¿generación de zombis?) y su principal material para las prácticas (cerebros). Tal departamento existe en la prestigiosa Universidad de Harvard, aunque sus actividades (conocidas) no dan para alimentar mis especulaciones sobre no-muertos.

Un grupo de investigadores del citado departamento habría conseguido controlar el movimiento y comportamiento de un grupo de gusanos a través del uso de un láser. Los gusanos, concretamente unos nematodos caenorhabtidis elegans, fueron previamente sometidos a la modificación selectiva de parte de sus 320 neuronas (número mínimo para convertirse en redactor de FayerWayer). Mediante la aplicación del láser sobre ellos, los científicos pudieron inducirles a realizar determinados movimientos, parálisis e incluso poner huevos.

El haz de luz del láser se aplica sobre las diferentes partes modificadas del gusano para que este reaccione de manera determinada. Del mismo modo que el ojo humano, sus proteínas son sensibles a las diferentes variaciones de los rayos y responden en función del color con el que se les ilumina. No se a vosotros, pero a mi hay algo en esta noticia que me da bastante miedo…

Link: Harvard University controls worm with laser, we wait for chorogreaphed dance moves (video) (engadget)

(cc) elmyra

Cada vez que hablamos de computadores, indefectiblemente caemos en términos como FLOPS (operaciones por segundo), cantidad de núcleos y gigas y gigas de memoria RAM. Sin embargo, esos equipos monstruosamente rápidos son “tontos”, ya que sólo obedecen órdenes de sus operadores y no son capaces de razonar (obvio, es una máquina).

Un grupo de científicos de la universidad de Michigan trabaja en crear un equipo que tenga otras habilidades, como recordar cosas, reconocer caras, reaccionar ante distintos estímulos y, el término que engloba todos esos conceptos, aprender. Para ello estudiaron el funcionamiento del cerebro de los gatos para tomar algunas ideas prestadas.

El doctor Wei Lu y su equipo pretenden emular el funcionamiento mental de los felinos y para ello utilizaron una pieza llamada “memristor”, un transistor especial que almacena información de los voltajes que han pasado por él, sin importar si el equipo se apaga.

“Estamos construyendo un computador de la misma manera en que la naturaleza crea los cerebros. La idea es cambiar completamente el paradigma de los computador tradicionales (…) El cerebro del gato es un objetivo más cercano (que el del humano) ya que es mucho más simple. Igual es muy difícil de replicar en complejidad y eficiencia”, dijo Lu.

Los memristores cumplen la función de la sinapsis neuronal y, unidos a dos chips tradicionales, se puede obtener un sistema similar al del cerebro gatuno. Es fácil decirlo, pero no es tan trivial llevarlo a la realidad. El próximo paso de los investigadores es crear un gran aparato con cientos de neuronas artificiales y memristores. La meta final es crear un súper computador del porte de una botella de bebida, con usos que ni siquiera nos podemos imaginar (Yo, Robot)

Link: Scientists says feline smarts are good model for supercomputers (msnbc vía FayerWayer Brasil)

Científicos de la Universidad de Reading en Reino Unido han creado el primer robot con un cerebro biológico. Se trata de Gordon que con 300,000 neuronas de rata cultivadas e implementadas sobre una matriz de sesenta electrodos puede moverse y esquivar obstáculos gracias a estímulos neuronales. El cerebro se encuentra en una unidad especial con temperatura controlada independiente de la unidad del robot, que mediante Bluetooth manda señales de control.

La vida de las neuronas de ratas en un medio rico en nutrientes puede mantenerse a una temperatura constante y responder a los impulsos eléctricos recibidos de los sensores en las ruedas. La información  que recoge el pequeño robot  mediante sensores, como la distancia entre, objetos la transforma en estímulos que se distribuyen entre las neuronas.

La finalidad del proyecto es para conocer más a fondo las enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson o el Alzheimer, pero Ben Whalley, uno de los creadores de Gordon, considera que los resultados pueden utilizarse el día de mañana para mantener las células cerebrales de alguien que va a morir, para cultivarlas y vivir en un robot.

¡Está vivo! Si esto no resulta en un monstruo de Frankentein o un robot dependiente de “Nuke” (como en Robocop), podríamos ver en el futuro cerebros o cabezas dentro de un frasco con una sustancia azul-verdosa para mantenerlas mediante la criogenia sobre cuerpos robot, como en Futurama.

Click aqui para ver el video.

Link: Crean un robot con un cerebro biológico (Antena 3 Noticias)