Las 10 noticias científicas de la semana

Domesticación de plantas. Wikipedia Commons

1. La agricultura alteró nuestros genes

La revolución genética agrícola. Y no tiene que ver con nuevos cultivos ni semillas modificadas. No. Un análisis genómico mostró genes humanos específicos que cambiaron durante y luego de la transición en Europa de una vida de cazadores errantes a agricultores hace 8.500 años. Sí, genes asociados con la estatura, la inmunidad, la digestión de la lactosa, la claridad de la piel, el color azul de los ojos y el riesgo de enfermedad celiaca. El estudio apareció en Nature.

2. De cómo mata la soledad

La soledad enferma y… mata. De hace tiempo se sabe que los adultos mayores que se sienten solos tienen mayor riesgo de muerte, incrementando 14% el riesgo de morir prematuramente. Ahora científicos detectaron que la soledad activa respuestas fisiológicas que pueden enfermarnos. El estudio apareció en Proceedings of the National Academy of Sciences. La soledad conduce a señales de estrés que en últimas pueden afectar la producción de glóbulos blancos.

3. Me equivoqué de cabeza

Gusanos con cabezas y cerebros cambiados. Sí, es la novedad que presentaron biólogos de la Universidad Tufts: desarrollaron una especie de platelmintos con cabezas y cerebros de otras especies, un trabajo que muestra circuitos fisiológicos como una nueva clase de epigenética (información por fuera de la secuencia genómica) que determina la anatomía a gran escala. El hallazgo de que la forma de la cabeza no está ligada al genoma sino que puede ser controlada manipulando sinapsis eléctricas en el cuerpo sugiere que las diferencias en especies podría ser determinada en parte por la actividad de redes bioeléctricas. El estudio apareció en el International Journal of Molecular Sciences.

4. Corazón reventado

La cardiomiopatía ventricular arritmogénica es la condición del corazón más común que puede producir muerte súbita durante el ejercicio. Investigadores encontraron en ratones una versión mutada de la desmoplaquina, una proteína que ayuda a mantener la estructura del corazón, que durante el ejercicio afecta las paredes de ese órgano llevando a un desarrollo temprano de esa cardiomiopatía. Un hallazgo presentado en el American Journal of Physiology que muestra la necesidad de detectar personas con esa mutación para tener un entrenamiento adecuado.

5. Estoy repleto

¿Le sucede? ¿No le cabe una cucharada más de comida? Tal vez las bacterias intestinales le estén enviando un mensaje. Un estudio sugiere que 20 minutos después de haber comido esas bacterias producen unas proteínas que pueden suprimir el deseo de comer en los animales. Al ser inyectadas en ratones, las proteínas actúan en el cerebro reduciendo el apetito. Es decir, las bacterias pueden ayudar a controlar cuándo y cuánto comer. La investigación apareció en Cell Metabolism.

6. Una increíble inteligencia colectiva

Científicos reportaron que los puentes que forman hormigas unidas de la especie Eciton hamatum son más sofisticados de lo que se creía. Es un ensamblaje que hacen automáticamente en una expresión de inteligencia colectiva. Estas hormigas, temidas en la selva, no conocen de obstáculos y si en el camino se presenta un obstáculo, forman un puente de muchos individuos unidos para sortearlo en una muestra de conducta compleja. El estudio apareció en Proceedings of the National Academy of Sciences.

7. Un anillo a la medida

Fobos se deshizo… esa será noticia esperada por la humanidad, si existiese entonces, en unos 10 a 20 millones de años. Sí, la mayor de las lunas de Marte pierde altura y en un momento dado el planeta causará su pulverización, esperando los astrónomos que el planeta rojo quede con un anillo, tal como otros planetas del Sistema Solar. Eso publicaron en un artículo en Nature Geoscience. El anillo perduraría entre 1 y 100 millones de años.

8. Calientitos

2015 pasará a la historia, por corto tiempo, como el año más caliente en 135 años de registro, en el que además se sobrepasó un límite psicológico: la temperatura parece que será 1°C más alta que la que tenía el planeta en la era preindustrial, reveló la Organización Meteorológica Mundial, que también reportó que el actual quinquenio ha sido el más caliente en ese periodo. Hasta ahora 2014 ha sido el más caliente y se cree que 2016 desbancaría a 2015.

9. Mosquitos antimalaria

mediante una técnica de edición de de genes científicos crearon mosquitos capaces de introducir genes que bloquean la malaria, eliminando la capacidad de estos insectos de transmitir la enfermedad a humanos, un esfuerzo más en la lucha contra ese mal. Los científicos insertaron un elemento de ADN en la línea germinal de Anopheles stephensi que derivaron en el gen que previno que no se transmitiera al 99,5% de los descendientes. El avance requiere ser confirmado en futuros estudios. Fue publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.

10. Inmunoterapia que sirve

En una nueva forma de inmunoterapia contra la diabetes tipo 1, los pacientes no experimentaron reacciones adversas serias luego de recibir infusiones de al menos 2.600 millones de células seleccionadas especialmente para proteger la capacidad del cuerpo de producir insulina. El avance fue publicado en Science Translational Medicine. Las células fueron detectadas incluso un año después, mostrando la durabilidad del tratamiento.

Así se forman los recuerdos

Parece sencillo pero no lo es. Porqué recordamos, porqué olvidamos. Asunto de todos los días. Mediante un rayo de luz científicos desactivaron y reactivaron una memoria en ratones modificados genéticamente, la primera evidencia de causa y efecto de que las conexiones fuertes entre neuronas son la base de la memoria.

“Nuestros resultados se añaden al conjunto de evidencias de que el cerebro representa un recuerdo formando ensamblajes de neuronas con conexiones fortalecidas o sinapsis”, explicó Roberto Malinow M.D., Ph.D.,de la Universidad de California en San Diego. “Es más, los hallazgos sugieren que debilitando la sinapsis probablemente desarregla ese ensamblaje neuronal para desactivar una memoria”.

El estudio apareció en Nature y se fundamentó en el uso de tecnología óptica-genética de punta.

“Más allá de aplicaciones potenciales en problemas de deficiencia en la memoria, como la demencia, este mejoramiento en el conocimiento de cómo funciona la memoria puede entregar pistas para tomar el control de recuerdos descontrolados en enfermedades mentales como el estrés postraumático”, dijo Thomas Insel, director del NIMH.

Los neurocientíficos habían sospechado durante mucho tiempo que las conexiones fuertes entre las neuronas, denominadas potenciaciones de largo plazo, eran la base de la formación de recuerdos pero la prueba había sido esquiva. Hasta ahora.

El grupo de Malinow lo demostró detectando las PLP cuando formaban una memoria, removiéndola con un proceso conocido como reversa PLP y luego volviéndola a traer vía PLP, todo mediante la modificación de la fortaleza de la sinapsis en un circuito de la memoria.

La marihuana sí afecta la memoria

¿Qué me dijo? La marihuana afecta la memoria de corto plazo, reveló un estudio publicado en Cell.

La droga afecta la memoria de trabajo, esa capacidad de retener y utilizar información en cortos periodos de tiempo para razonar, comprender y aprender.

Los neurocientíficos Giovanni Marsicano, de la Universidad de Bordeaux en Francia y Xia Zhang, del Institute of Mental Health Research de la Universidad de Ottawa, Canadá, demostraron que ese efecto colateral común se presenta por unos mecanismos de señales desconocidos entre las neuronas y otras células llamadas astrocitos, que parece son los que modulan la memoria de trabajo (working memory).

El estudio se hizo con ratas modificadas para alterar o no la producción de unos receptores cerebrales. Al fin encontraron que el ingrediente psicoactivo de la marihuana, el tetrahidrocannabinol (THC), debilitaba la sinapsis o conexión entre neuronas.

Y aunque es difícil extrapolar de ratas y ratones a humanos, según Marsicano, la marihuana afecta la memoria en aquellos dos, por lo que un mecanismo similar debe estar presente en las personas.

El efecto no sería sentido por quienes fuman ciertas variedades de marihuana: un estudio de 2010 mostró que aquellas con un alto contenido de cannabidiol no experimentan deterioro de la memoria, por lo que podrían ser útiles en fines medicinales.

El hallazgo aporta al entendimiento de la memoria y tendría efectos para desarrollar medicinas para mejorarla en condiciones como, por ejemplo, el Alzheimer.

Unas células vitales para el aprendizaje

No solo son el pegamento que mantiene juntas las neuronas, como se había pensado. Las células gliales, llamadas así por la palabra griega ‘cemento’ son fundamentales para la plasticidad cerebral, esa manera como el cerebro se adapta, aprende y almacena la información.

Investigadores de la Universidad de Tel Aviv encabezados por Maurizio De Pittà piensan que las gliales desempeñan un papel más allá de mantener unidas las neuronas y poseen información para el proceso de aprendizaje. “Son como las supervisoras del cerebro, Al regular la sinapsis, controlan la transferencia de información entre neuronas, incidiendo en la forma como el cerebro procesa la información y aprende”, dijo.

De Pittà, junto con Eshel Ben-Jacob, Vladislav Volman (The Salk Institute) y Hugues Berry (Université de Lyon), desarrolló un modelo de computador que incorpora la influencia de las células gliales en la transferencia de la información sináptica, reporte presentado en Plos Computational Biology.

El modelo puede ser implementado en tecnologías basadas en redes cerebrales tales como softwares de computador y microchips, así como de ayuda para desórdenes cerebrales como la enfermedad de Alzheimer y la epilepsia.

El cerebro está constituido por dos tipos principales de células: neuronas y gliales. Las primeras activan las señales que dictan cómo pensamos y nos comportamos, usando la sinapsis para pasar el mensaje de una neurona a otra.

Las células gliales abundan en el hipocampo y en la corteza, dos áreas del cerebro que ejercen el control sobre la capacidad del cerebro de procesar información, aprender y memorizar. De hecho, por cada neurona, hay de 2 a 5 gliales.

El cerebro, explica Ben-Jacob, es como una red social. Los mensajes se pueden originar en las neuronas, que usan la sinapsis como su sistema de entrega, pero las gliales sirven como un moderador, regulando cuáles mensajes se envían y cuándo.

Estas células pueden acelerar la transferencia de información o disminuir la actividad si la sinapsis está sobrecargada. Esto convierte las gliales en las guardianas de nuestros procesos de aprendizaje y memoria, orquestando la transmisión de información para el funcionamiento óptimo del cerebro.

En la foto, células gliales de ratón. Cortesía.

Café sí activa el cerebro

Para halar de café, todo colombiano se siente autorizado. Y la ciencia, hasta ahora, no ha hallado contraindicaciones serias para la bebida.

Pero, ¿qué efectos produce en verdad la cafeína? La mayoría de los adictos al café afirmarían que agudiza la mente. Resulta que en roedores una sola dosis de cafeína en verdad fortalece las conexiones celulares en una región del cerebro poco considerada, según estudio presentado en Nature Neuroscience.

Es que una idea exacta de lo que sucede en el cerebro con la cafeína proveería a los científicos con elementos para sacar ventaja de sus efectos estimulantes y aliviar quizás ciertos síntomas de algunos desórdenes cerebrales.

Hasta el presente, la mayoría de los efectos se han determinado mediante el consumo de dosis más elevadas a las que una persona consume por lo general en la mañana, consideró Serena Dudek, coautora del estudio del National Institute of Environmental Health Sciences en E. U.

Con su equipo analizó los efectos de pequeñas dosis de cafeína en una pequeña región del hipocampo. En los humanos, esta estructura con forma de caballo de mar está bien adentro detrás de las orejas.

Tras darles a ratas el equivalente a dos pocillos de café (dos miligramos de cafeína por kilo de peso corporal) midieron la fuerza de los mensajes eléctricos en las células nerviosas en pedazos del tejido cerebral.

Las neuronas en este sitio particular –una región denominada CA2- recibieron un gran empuje de la cafeína, mostrando una mayor actividad eléctrica cuando los investigadores estimularon las células.

Las células de las partes adyacentes del hipocampo no mostraron tal sensibilidad.

A más cafeína, mayor el efecto. Una dosis 10 veces mayor, como la de los grandes consumidores de café, provocó una respuesta aún más fuerte en las células de esa región, un efecto que se notó además cuando se aplicó directamente la cafeína en las células de la CA2 en un disco.

Tras cinco minutos de exposición a al cafeína, la sinapsis (unión entre neuronas en las cuales se transmite un impulso) permanecía sobreexcitada durante 3 horas.

Al fin hallan origen genético de la migraña

Es una manera de poder echarle a alguien la culpa de esa dolorosísima situación.
Un estudio mundial que incluyó datos genéticos de más de 50.000 personas permitió encontrar la primera variante genética relacionada con esa condición.
El grupo de investigadores encontró que los pacientes con una variante particular del ADN en el cromosoma 8 entre dos genes -PGCP y MTDH/AEG-1 tienen un riesgo significativamente mayor de desarrollar migraña.
El equipo encontró a la vez una posible explicación para ese vínculo: Parece que la variante asociada de ADN regula los niveles de glutamato, un químico conocido como neurotransmisor, que transporta mensajes entre las células nerviosas en el cerebro.
Tal parece que una acumulación de glutamato en las uniones de las neuronas (sinapsis) en el cerebro podría tener un papel en el comienzo de los ataques de migraña.
Prevenir esa acumulación podría ser un objetivo promisorio para el desarrollo de nuevas medicinas que prevengan la aparición de la enfermedad.
La migraña afecta aproximadamente a una de cada seis mujeres y a uno de 12 hombres y es el desorden cerebral más costoso en la Unión Europea y Estados Unidos
“Es la primera vez que hemos logrado mirar dentro del genoma de miles de personas y hallar señales genéticas para entender la migraña común”, reveló Aarno Palotie, jefe del International Headache Genetics Consortium en el Wellcome Trust Sanger Institute, que encabezó el estudio mundial en el que participaron 40 centros
El estudio fue publicado en la revista Nature..

Lógico que sí nos hablamos

Lo que n o logran los humanos, que no conocen quién es su vecino, lo hacen las células del cerebro. Investigadores de la Universidad de Pittsburgh encontraron nueva evidencia de que los ganglios basales y el cerebelo, dos áreas importantes del sistema nervioso, están ligados y forman una red integrada funcional. Cada una de las dos regiones conversa con la otra, por decirlo de otra manera. El hallazgo fue publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Los ganglios basales y el cerebelo son dos grandes estructuras subcorticales que reciben información de y envían respuesta a la corteza cerebral para influir el movimiento y el conocimiento”, explicó Peter L. Strick, autor senior del estudio y profesor de Neurobiología.
Cada una de esas estructuras contiene un mecanismo único de aprendizaje. Los ganglios basales están relacionados con el aprendizaje por recompensas y la formación gradual de hábitos. En contraste, se cree que los circuitos del cerebelo contribuyen a un aprendizaje más rápido y maleable en respuesta a los errores en el desempeño.
“En el pasado, estos dos mecanismos de aprendizaje eran vistos como separados por completo, y nos preguntábamos cómo se integraban las señales de los dos”, dijo Strick.
Mediante un método para revelar las cadenas de neuronas ligadas por sinapsis (la unión intercelular especializada entre neuronas), demostraron que esas dos regiones están interconectadas y se comunican entre sí.
El hallazgo tiene implicaciones para el control normal del movimiento y el conocimiento, pero también ayuda a explicar algunos hallazgos en pacientes con desórdenes de los ganglios basales.
Por ejemplo, se sabe que la enfermedad de Parkinson es causada por la degeneración de un conjunto específico de neuronas y su sinapsis en los ganglios basales. Sin embargo, uno de los tratamientos para el temblor característico es interrumpir las señales del cerebelo a la corteza cerebral Y estudios con imágenes de pacientes con Parkinson y distonía, otro desorden que se cree que tiene un origen en los ganglios basales, muestran un crecimiento anormal en la actividad del cerebelo.
La alteración de la función del cerebelo posiblemente contribuye a los síntomas incapacitantes de los desórdenes de los ganglios basales.

El ADN es un baúl de los recuerdos

Recuerdos. Tal parece que las memorias podrían guardarse en… ¡el ADN!
Experimentos en ratones, según artículo en New Scientist, sugiere que ciertos patrones químicos en el ADN pueden ser responsables de preservar los recuerdos.
Para recordar un evento particular, se debe activar una secuencia específica de neuronas en el momento justo. Para que esto suceda, las neuronas deben estar conectadas de cierta manera por unas uniones químicas llamadas sinopsis. Cómo permanecen durante décadas considerando que las proteínas en el cerebro, incluyendo aquellas que forman la misma sinopsis, son destruidas y remplazadas constantemente, es un misterio aún.
Courtney Millar y David Sweatt, de la Universidad de Alabama en Birmingham sostienen que las memorias duraderas pueden ser preservadas por un proceso llamado ADN metilación, la suma de aquellos patrones químicos llamados grupos metilo en el ADN.
¿Podrán permanecer los recuerdos de alguien tras su muerte? Un tema del que se ha especulado en textos de ciencia ficción, que para algunos no son tan irreales.