sábado, 23 de junio de 2018

Identifican las neuronas que reflejan la realidad tal como es - INVDES

Identifican las neuronas que reflejan la realidad tal como es - INVDES

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Identifican las neuronas que reflejan la realidad tal como es

En el cerebro existen tres tipos de conexiones neuronales. Una de ellas es la red de conexiones densas entre diversas partes de la corteza cerebral. Forman una especie de red tupida de carreteras comarcales que conectan entre sí a pueblos pequeños, al mismo tiempo que coordinan y sincronizan la actividad de muchos grupos de neuronas. Durante la noche, mientras dormimos, esta primera red queda apagada.
Hay una segunda red de conexiones que es más bien como una red de autopistas que conectan áreas especiales del cerebro: las conexiones se realizan a gran velocidad, hay circulación en doble sentido y pocas salidas intermedias.
La tercera red de conexiones cerebrales se produce mediante la difusión de unas moléculas llamadas neurotransmisores, que parten desde unos núcleos especiales y se dirigen a diversas zonas del cerebro, donde modifican o modulan la intensidad de las conexiones entre neuronas. Esta red recuerda a las emisoras de radio que envían señales a un gran número de oyentes: las ondas son los neurotransmisores y los receptores las neuronas. Así lo explica el catedrático de la UAB, David Jou, en su libro “Cerebro y Universo: dos cosmologías” (Ediciones UAB, 2011, pág. 43 y ss.)
Sin embargo, los neurocientíficos conocen desde hace tiempo la existencia de una red de conexiones densas en el cerebro que se extienden a través de distintas partes del neocórtex y que transmiten también información importante. Su característica es diferente a las demás redes de conexiones, ya que son lo que en inglés se denomina feedback connections, es decir, conexiones que se retroalimentan y que en ocasiones van en “dirección prohibida”, siguiendo la analogía de Jou.
Esta característica insólita ha desconcertado a los científicos: llevan décadas intentando descubrir cómo se organizan estas conexiones y el papel que desempeñan en las funciones cognitivas.
Conexiones disruptivas
Hasta ahora se creía que el proceso de la visión era jerárquico, basado en una información que procedente de las capas inferiores (que reciben la información obtenida por los ojos), asciende a las estructuras superiores del neocórtex para extraer las características básicas de los objetos, como contornos, colores, etc.
Lo sorprendente de las feedback connections es que no siguen ese orden jerárquico del proceso de la visión, sino que descienden desde las capas cerebrales superiores a las inferiores, sin que los neurocientíficos supieran hasta ahora muy bien a qué se debe ese comportamiento insólito.
Una nueva investigación, desarrollada en el Centro Champalimaud de lo Desconocido de Lisboa, ha obtenido la explicación. Lo primero que ha descubierto es que estas conexiones forman un espacio exquisitamente organizado y que proporcionan información importante para la percepción visual, el proceso mediante el cual el cerebro transforma la información lumínica captada por el ojo en una recreación (mental) de la realidad externa.
“Las conexiones de retroalimentación son muy complicadas”, explica el investigador principal, Leopoldo Petreanu, en un comunicado. “Bajo el microscopio, parecen una extensa malla de cables entrelazados como un cuenco de espagueti. Y para empeorar las cosas, los cables entrelazados codifican una variedad de señales. Realmente no estaba claro si había algún orden en este lío”, añade.
Misterio resuelto
Para resolver el misterio, Petreanu, junto con Tiago Marques y Julia Nguyen, coautores del estudio, utilizaron un método único desarrollado por Petreanu hace algunos años. Con este método, los investigadores midieron la actividad en los puntos de conexión reales hechos entre estructuras superiores e inferiores de esta red neuronal desconcertante.
“Este método nos proporcionó una visión innovadora sobre cómo se organizan las conexiones de retroalimentación y cómo esta organización puede dar forma a la percepción visual”, dice Marques.
“Oculto en la maraña de cables descubrimos que hay una organización hermosa, donde las conexiones de retroalimentación apuntan a neuronas específicas situadas en estructuras cerebrales inferiores, que son las que reciben la imagen de la realidad procedente de los ojos”.
Los investigadores también apreciaron que estas conexiones de retroalimentación siguen un patrón particular y que su función principal es proporcionar una imagen completa de la realidad exterior: por ejemplo, si el ojo ve una esfera verde desplazándose por el espacio, las conexiones de retroalimentación relacionan esa información con la del espacio (una pista de tenis) y completan la información dibujando la imagen de una pelota de tenis en el cerebro.
Los investigadores consideran que estas conexiones aprenden de la experiencia de observación del mundo y que utilizan esta información para completar la información visual.
El resultado también desvela cómo está organizado el neocórtex para estos cometidos y cómo se genera en el cerebro la percepción visual, algo que no sólo beneficiará a la biología, sino también a la inteligencia artificial.
Fuente: tendencias21.net

Los neurotransmisores y su comportamiento - INVDES

Los neurotransmisores y su comportamiento - INVDES





Los neurotransmisores y su comportamiento

Los neurotransmisores y su comportamientoLos neurotransmisores y su comportamiento.

Un visualizador de venas que facilita la tarea del personal médico en la extracción de sangre - INVDES

Un visualizador de venas que facilita la tarea del personal médico en la extracción de sangre - INVDES

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Un visualizador de venas que facilita la tarea del personal médico en la extracción de sangre

Para muchas personas, realizarse una extracción de sangre puede suponer un gran estrés y ansiedad si normalmente tienen dificultad para que les encuentren la vena. En ese caso, han tenido que acostumbrarse a más de un pinchazo cada vez, con las consiguientes secuelas como moratón rodeando la zona, y dolor localizado, que puede durar incluso días.
Afortunadamente gracias a VeinViewer parece que no tendrán que pasar por esto más veces. Este visualizador de venas, que ha sido desarrollado por la compañía estadounidense Christie Medical Holdings, facilita la tarea de enfermeros y enfermeras a la hora de capturar las venas de los pacientes.
El dispositivo funciona gracias a una tecnología que emite una luz que está cerca de la luz infrarroja y que, al ser proyectada sobre la piel del paciente, permite la visualización de las venas así como del fluido que circula a través de ellas.
Según parece, VeinViewer puede visualizar hasta una profundidad de 10 milímetros, por lo que podría localizar cuáles son las venas más indicadas para el procedimiento médico que vaya a realizarse.
Brasil ya cuenta con más de 150 hospitales donde utilizan este visor de venas, que puede ser de gran utilidad en los servicios de urgencias y en pacientes con hemofilia que necesitan de autoinfusiones.
VeinViewer ha sido desarrollado en varias versiones: la opción portátil para mayor autonomía; la opción VeinViewer Visión que ofrecería los últimos avances en tecnología de imagen y que al contar con un mástil con ruedas se desplazaría y ajustaría fácilmente a la posición del paciente y, por último, VeinViewer Vision XTND con una potencia superior, especialmente indicado para pacientes pediátricos y para escleroterapia.
Fuente: Pc World

Implantes cerebrales para recuperar el tacto - INVDES

Implantes cerebrales para recuperar el tacto - INVDES

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Implantes cerebrales para recuperar el tacto

Las fibras nerviosas que se extienden fuera del sistema nervioso central transmiten señales sensoriales al cerebro, a través de la medula espinal. Allí, la región conocida como corteza somatosensorial procesa esta información. Las lesiones medulares interrumpen el flujo de mensajes y, por consiguiente, el individuo pierde la capacidad de percibir estímulos táctiles, aun cuando el tejido cerebral permanece intacto.
Ahora, Richard A. Andersen y su equipo, del Instituto de Tecnología de California, han desarrollado un método que permitiría inducir sensaciones de tacto y movimiento en personas con alteraciones en la medula espinal. El hallazgo facilitaría el uso de prótesis y extremidades robóticas. Además, también ayudaría a los pacientes a percibir como propios los miembros artificiales, hecho que mejoraría su bienestar.
En el estudio, publicado por la revista eLife, participó un hombre de 32 años de edad con daño medular, a nivel de la vértebra cervical 5, acaecido año y medio atrás. Los científicos implantaron pequeños electrodos en la corteza somatosensorial del voluntario, a fin de estimularla mediante corrientes eléctricas. El paciente, incapaz de mover o sentir tanto el torso como las extremidades superiores e inferiores, reportó percibir “presión”, “vibraciones” y “pellizcos” en su brazo, dependiendo del patrón de estímulos eléctricos aplicado. Impulsos mayores incluso lograron generar sensaciones de movimiento.
Según el participante, las impresiones sensoriales inducidas parecían naturales, similares a las experimentadas en ausencia de lesión. Asimismo, podían clasificarse como sensaciones táctiles, que permiten percibir estímulos externos, o propioceptivas, que indican al organismo la posición de las diferentes partes del propio cuerpo. La ausencia de ambas reduce de forma notable la capacidad de movimiento e interacción con el ambiente del individuo. Por consiguiente, Andersen y sus colaboradores creen que su trabajo supone un gran avance que podría mejorar el uso de extremidades prostéticas, pues permitiría a los pacientes recuperar el sentido del tacto.
En un futuro, los investigadores esperan determinar el modo de generar sensaciones específicas, según la localización de los electrodos en la corteza somatosensorial. Ello permitiría identificar las diferentes poblaciones neuronales que rigen las distintas percepciones sensoriales.
Fuente: investigacionyiencia.es

Crean sensores para detectar trazas de aliento humano en escenarios de catástrofes - INVDES

Crean sensores para detectar trazas de aliento humano en escenarios de catástrofes - INVDES

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Crean sensores para detectar trazas de aliento humano en escenarios de catástrofes

Los perros de rescate entrenados para localizar personas atrapadas bajo escombros han venido siendo la mejor opción para rescatar a tales víctimas de desastres: sus narices sensibles les ayudan a localizar a tales personas enterradas, como se ha demostrado infinidad de veces en casos de catástrofes como por ejemplo terremotos y avalanchas. Sin embargo, como todas las criaturas vivas, los perros necesitan descansar de cuando en cuando. A menudo, además, no están disponibles inmediatamente en las áreas de los desastres, y los perros y sus cuidadores deben viajar desde lejos.
Un nuevo sistema de medición del equipo internacional de Sotiris Pratsinis y Andreas Güntner, del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich (también conocido como Escuela Politécnica Federal de Zúrich, ETH), es una buena alternativa a los perros, ofreciendo la ventaja de estar siempre listo para su uso. Estos científicos desarrollaron tiempo atrás unos sensores de gas extremadamente sensibles para acetona, amoniaco e isopreno, todos ellos productos metabólicos que emitimos en bajas concentraciones a través de nuestro aliento o de la piel. Pratsinis y sus colegas han combinado ahora en un único dispositivo estos sensores con otros dos comerciales para dióxido de carbono (CO2) y humedad.
Como se ha mostrado en pruebas de laboratorio en colaboración con científicos de Austria y Chipre, esta combinación de sensores puede ser bastante útil a la hora de buscar personas enterradas. Los investigadores utilizaron una cámara de pruebas como simulador de esa situación de aprisionamiento por desprendimientos. Unos voluntarios pasaron en esta cámara unas dos horas y los resultados son muy prometedores.
Una combinación de sensores para varios compuestos químicos es algo importante, porque las sustancias por sí mismas podrían proceder de fuentes distintas a los humanos, tal como explica Güntner. El CO2, por ejemplo, podría venir tanto de una persona enterrada como de un fuego. En cambio, la combinación de sensores permite la detección simultánea y coordinada de las sustancias así como la percepción de patrones delatadores, lo cual proporciona a los científicos indicadores fiables de la presencia de personas.
Los sensores de gas del nuevo sistema tienen el tamaño de un pequeño chip de ordenador. Son aproximadamente tan sensibles como la mayoría de espectrómetros especializados, que tienen un coste económico mucho mayor y el tamaño de una maleta. La nueva combinación de sensores, fácil de manejar, es con mucho el dispositivo más pequeño y barato de entre todos los que son lo bastante sensibles como para detectar personas atrapadas en desprendimientos.
Si bien ya se utilizan dispositivos electrónicos durante las búsquedas tras un terremoto, estos funcionan con micrófonos y cámaras. Solo ayudan a localizar personas atrapadas que son capaces de hacerse oír o que son visibles bajo las ruinas. La idea del equipo de Pratsinis y Güntner es complementar estos recursos con los sensores químicos. Están actualmente buscando la colaboración de empresas o socios inversores para que les ayuden a construir un prototipo orientado hacia esa aplicación práctica.
Estos sensores de gas también se podrían instalar en drones y otros robots, lo que ayudaría a incrementar su eficiencia al rastrear áreas de difícil acceso.
Fuente: noticiasdelaciencia.com

Los caballos perciben señales emocionales humanas de la cara y la voz - INVDES

Los caballos perciben señales emocionales humanas de la cara y la voz - INVDES

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Los caballos perciben señales emocionales humanas de la cara y la voz

Por primera vez se ha demostrado que los caballos integran expresiones faciales humanas y tonos de voz para percibir emociones humanas, más allá de si están familiarizados con la persona en sí.
Estudios recientes mostraron que los caballos poseen altas capacidades de comunicación, y pueden leer las emociones de sus congéneres a través de expresiones faciales y llamadas de contacto, o relinchos. Los caballos se han utilizado durante mucho tiempo como un animal de trabajo y también como un animal de compañía en los deportes y el ocio, estableciendo relaciones cercanas con los seres humanos, al igual que los perros.
Se sabe que los perros relacionan las expresiones faciales humanas y las voces para percibir las emociones humanas, pero se sabe muy poco sobre si los caballos pueden hacer lo mismo.
En el presente estudio, que se publica en Scientific Reports, un equipo liderado por el profesor asociado Ayaka Takimoto de la Universidad de Hokkaido utilizaron el método de violación de expectativa para investigar si los caballos perciben transmodalmente la emoción humana al integrar la expresión facial y el tono de voz. También probaron si la familiaridad entre el caballo y la persona afectaba la percepción del caballo.
El método de violación de expectativa se ha utilizado para estudiar el desarrollo cognitivo infantil. A los caballos se les mostró una imagen de una expresión facial feliz o una expresión facial enojada en una pantalla, y luego escucharon una voz humana pregrabada -el elogio o el regaño- de un altavoz detrás de la pantalla. Los caballos recibieron tanto la condición congruente, en la cual los valores emocionales de la expresión facial y el tono de voz fueron igualados, y la condición incongruente, en la que no lo fueron.
Los resultados del experimento mostraron que los caballos respondieron a las voces de 1,6 a 2,0 veces más rápido en la condición incongruente que en la condición congruente independientemente de la familiaridad de la persona. Además, los caballos miraron al hablante 1,4 veces más en la condición incongruente que en la condición congruente cuando la persona les resultaba familiar.
Estos resultados sugieren que los caballos integran expresiones faciales humanas y tonos de voz para percibir las emociones humanas, por lo tanto, una violación de expectativa ocurrió cuando los caballos escucharon una voz humana cuyo valor emocional no era congruente con la expresión facial humana.
“Nuestro estudio podría contribuir a la comprensión de cómo los seres humanos y los animales de compañía envían y reciben señales emocionales para profundizar nuestras relaciones, lo que podría ayudar a establecer una mejor relación que enfatice el bienestar de los animales”, dice en un comunicado Ayaka Takimoto de la Universidad de Hokkaido
Fuente: europapress.es

El cuerpo humano registra una explosión génica al llegar al espacio [VIDEO] - INVDES

El cuerpo humano registra una explosión génica al llegar al espacio [VIDEO] - INVDES

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El cuerpo humano registra una explosión génica al llegar al espacio [VIDEO]

Resultados preliminares del estudio ‘Twins’ de la NASA revelan que los viajes espaciales desatan de inmediato en los astronautas un proceso explosivo de activación y desactivación de genes.
“Algunas de las cosas más emocionantes que hemos visto al observar la expresión génica en el espacio es que realmente vemos una explosión, como si se tratase de fuegos artificiales, tan pronto como el cuerpo humano entra al espacio”, explica en un comunicado Chris Mason, investigador principal del estudio Twins en el Weill Cornell Medicine.
“Con este estudio, hemos visto miles y miles de genes cambiar la forma en que se encienden y apagan. Esto sucede tan pronto como un astronauta llega al espacio, y parte de la actividad persiste temporalmente al regresar a la Tierra”, añadió en relación al incremento descrito en este proceso, conocido como metilación.
Cuando el astronauta gemelo retirado Scott Kelly regresó a la Tierra en marzo de 2016, la investigación del estudio Twins se intensificó con la recolección de muestras de investigadores de él y su hermano gemelo, el astronauta retirado Mark Kelly. Los investigadores comenzaron a combinar los datos y revisar la enorme cantidad de información en busca de correlaciones.
“Este estudio representa uno de los puntos de vista más completos de la biología humana”, dijo Mason. “Realmente establece la base para comprender los riesgos moleculares de los viajes espaciales, así como las formas potenciales de protección y corregir esos cambios genéticos”.
Se espera que los resultados finales del Estudio Twins se publiquen en 2018.
Fuente: Europa Press

Una herramienta computacional permite analizar un millón 300 mil células a la vez - INVDES

Una herramienta computacional permite analizar un millón 300 mil células a la vez - INVDES

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Una herramienta computacional permite analizar un millón 300 mil células a la vez

Todas las células del cuerpo humano comparten el mismo genoma, pero cada célula tiene el potencial de convertirse en un tejido o órgano específico gracias a la expresión de los genes. Científicos en todo el mundo intentan descubrir qué es lo que diferencia una célula de otra y uno de los mayores de retos de la investigación genómica hoy en día es analizar muchas células para poder encontrar e identificar estas diferencias.
El análisis de células utilizando secuenciación de ARN ha sido crucial para afrontar este reto y ha revolucionado nuestro conocimiento sobre la complejidad de los tejidos, los órganos y los organismos. Estudiando la expresión de los genes en una misma célula, actualmente los científicos son capaces de describir la heterogeneidad de una muestra con una resolución sin precedentes y sin ningún conocimiento previo de su composición.
En consecuencia, los proyectos a gran escala de células individuales han permitido identificar nuevos tipos de células hasta ahora desconocidos y crear nuevos mapas celulares detallados. En el marco del proyecto Human Cell Atlas (el atlas de las células humanas), los investigadores esperan poder crear un atlas de todos los tipos de células que forman el cuerpo humano. De todos modos, este tipo de proyectos generan enormes cantidades de datos genómicos y analizarlos resulta unpo de sus principales retos.
Una investigación liderada por Holger Heyn en el Centro Nacional de Análisis Genómico del Centro de Regulación Genómica (CNAG-CRG), en colaboración con investigadores de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y el Consorcio de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), presenta un sofisticado marco computacional para analizar los niveles de expresión de las células una a una, que permite procesar millones de células al mismo tiempo. El grupo ha comprobado el potencial de su herramienta procesando uno de los mayores estudios de células, y han analizado 1,3 millones de células del desarrollo del cerebro en ratones.
“BigSCale es extremadamente poderosa analizando genes específicos de cada tipo celular, lo que resulta realmente útil en la posterior interpretación de los datos del experimento”, afirma Holger Heyn, jefe de equipo del CNAG-CRG y autor principal del estudio publicado en Genome Research. La novedad de esta herramienta analítica llamada BigSCale reside en un modelo numérico que determina con gran sensibilidad las diferencias entre células.
Trazar las diferencias entre células
Una vez trazadas las diferencias entre células, se pueden agrupar en poblaciones de células para describir la complejidad celular en un tejido. Como se supone que todos los tejidos están formados por diferentes tipos y subtipos celulares, un análisis de estas características permite guiar una caracterización en profundidad y sin sesgos, y sin ninguna hipótesis inicial de los tipos de células que se encontrarán. Los genes que se expresen de forma distinta en una misma subpoblación ayudan al investigador a agrupar células y a conocer mejor la anatomía de un tejido o a describir las funciones de nuevos tipos celulares.
Además, la herramienta se diseñó para afrontar retos futuros de grandes conjuntos de datos. “Los costes para conseguir perfiles genéticos de cada célula están disminuyendo y estamos viendo que los estudios incrementan pues el número de células a estudiar” añade el Dr. Heyn. Así, un módulo de BigSCale permite el análisis de millones de células mediante una estrategia de circunvolución. En BigSCale, los transcriptomas (información sobre el genoma funcional) de cada una de las células, se agrupa, lo que reduce la gran cantidad de datos que se procesan.
Con esta nueva herramienta el grupo analizó uno de los mayores conjuntos de datos sobre expresión génica formado por 1,3 millones de células, datos disponibles sobre las células del desarrollo del cerebro en ratones en 10x Genomics. “BigSCale nos permitió profundizar en el proceso del desarrollo del cerebro de ratón y caracterizar sus tipos celulares, e incluso describir tipos celulares neuronales poco frecuentes”, comenta Giovanni Iacono, el primer autor del trabajo.
En concreto, el gran número de células permitió que los investigadores pudieran centrarse en una pequeña población de células transitoria, las llamadas células de Cajal-Retzius, y describir subestructuras importantes relacionadas con estadios de diferenciación, organización espacial y función celular. “BigSCale ofrece una solución muy potente para cualquier especie y es también aplicable fuera del contexto de secuenciación de ARN”, explica Heyn, y añade: “Esperamos que pueda contribuir a la interpretación de estudios a gran escala como el proyecto Human Cell Atlas”.
Fuente: SINC