Hablamos por culpa de una mutación

Aunque hablar nos parece normal y no hacerlo algo anormal, ¿por qué hablamos? Científicos parecen tener una explicación algo más clara.

Una mutación que apareció hace más de 500.000 años puede haber ayudado a los humanos a aprender los complejos movimientos musculares críticos para el discurso y el lenguaje.

La explicación surgió tras un estudio con ratones modificados genéticamente para producir una forma del gen FOXP2: con él aprenden más fácil que sus contrapartes sin el gen.

El estudio fue presentado por Christiane Schreiweis, neurocientífico del Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology en Leipzig (Alemania) en el encuentro anual de la Sociedad para las Neurociencias en Washington.

El gen FOXP2 fue descubierto en los años 90 gracias al estudio de una familia británica conocida como KE en la que tres generaciones sufrieron severos problemas del habla y el lenguaje. Se encontró que aquellos con inconvenientes en el lenguaje compartían una mutación heredada que inactiva una copia del gen.

La mayoría de los vertebrados poseen versiones casi idénticas del gen, involucrado en el desarrollo de circuitos cerebrales importantes para el aprendizaje del movimiento. La versión humana del FOXP2, la proteína codificada por el gen, difiere de la de los chimpancés en dos aminoácidos, sugiriendo que los cambios en la forma humana podría haber estado envuelta en la evolución del lenguaje.

Un equipo liderado por Svante Pääbo, colega de Schreweis, descubrió que el gen es idéntico en humanos modernos (Homo sapiens) y Neandertales (Homo neanderthalensis), sugiriendo que la mutación apareció antes de que esos dos linajes se separaran hace cerca de 500.000 años.

Por eso hablamos.

Con música se envejece mejor

Los ancianos que pasaron una buena cantidad de tiempo tocando un instrumento musical se desempeñan mejor en algunos tests de conocimiento que los individuos que no.

El hallazgo que muestra una vez más la importancia de la música en la vida de las personas surgió de un estudio de Brenda Hanna-Pladdy, neuropsicóloga clínica en Emory University, y de la psicóloga Alicia MacKay. El estudio fue publicado en Neuropsychology.

Muchas investigaciones se han centrado en determinar los beneficios cognitivos de la actividad musical en niños, pero no se ha examinado mucho qué sucede a lo largo de la vida.

“La actividad musical a través de la vida puede servir como un ejercicio cognitivo retador, haciendo que su cerebro mejore y sea acomode más a los cambios de la edad”, dijo Hanna-Pladdy. “Como estudiar un instrumento requiere años de práctica y aprendizaje, puede crear conexiones alternativas en el cerebro que podrían compensar la declinación cognitiva al envejecer”.

El estudio incluyó 70 individuos de 60 a 83 años que fueron divididos en tres grupos. Los participantes o bien no tenían ningún entrenamiento musical o lo habían estudiado un instrumento de 1 a 9 años o al menos lo habían hecho por 10 años. Todos tenían niveles similares de educación y bienestar y no presentaban signos de Alzheimer.

El desempeño cognitivo se midió examinando funciones cerebrales que declinan con el envejecimiento del cuerpo y que en su manifestación más dramática conducen a una condición neurodegenerativa como aquella enfermedad.

Los que más habían tocado un instrumento se desempeñaron mejor, seguidos por los que lo habían hecho durante cierto tiempo, revelando una tendencia según los años de práctica.

Los mayores practicantes de la música mostraron puntajes mucho más altos que los no músicos en tests relacionados con la memoria visual-especial, el nombre de los objetos y la flexibilidad cognitiva, o la capacidad del cerebro de adaptarse a nueva información.

Logran activar y desactivar recuerdos

Se me olvidó… me acordé ya…. se me olvidó de nuevo…

Científicos desarrollaron una manera de que los recuerdos se olviden o se activen todo con el movimiento de un suiche. Sí, tal como lo lee.

Mediante un sistema electrónico que duplica las señales neurales asociadas con la memoria, lograron replicar la función cerebral asociada con la conducta aprendida de largo plazo en ratas, aún cuando habían sido drogadas para olvidar.

“Mueva el suiche a on y las ratas recuerdan; bájelo y olvidan”, dijo Theodoro Berger, de la Escuela de Ingeniería en la Universidad del Sur de California.

Es el autor principal de un artículo que será publicado en el Journal of Neural Engineering. Su equipo trabajó con científicos de Wake Forest University en este estudio cimentado sobre recientes avances en nuestro entendimiento de una región cerebral conocida como el hipocampo y su rol en el aprendizaje.

En el experimento, los investigadores pusieron ratas a aprender una tarea, presionando un palo en vez de otro para obtener una recompensa. Usando sondas eléctricas insertadas, el grupo experimental conducido por Sam Deadwyler, grabó los cambios en la actividad cerebral de los roedores entre dos grandes divisiones internas del hipocampo, conocidas como subregiones CA3 y CA1.

Durante el proceso de aprendizaje, el hipocampo convierte las memorias de corto plazo en memorias de largo plazo, se había demostrado antes del experimento.

“Sin hipocampo, no memoria de largo plazo, pero sí de corto”, dijo Berger. CA3 y CA1 interactúan para crear memorias de largo plazo, había demostrado otro estudio.

En una demostración dramática, los científicos bloquearon las interacciones neurales normales entre las dos áreas usando agentes farmacológicos. Las ratas entrenadas, no mostraron entonces la conducta aprendida de largo plazo.

“Aún mostraban que conocían ‘cuando presione primero la izquierda, presione entonces la derecha y viceversa’. Y aún sabían en general presionar las barras para obtener agua, pero sólo podían recordar por 5 a 10 segundos si habían presionado izquierda o derecha”.

Con un modelo creado por un estudio de prótesis, los equipos desarrollaron un sistema artificial de hipocampo que podía duplicar el patrón de interacción entre las interacciones CA3-CA1.

La capacidad de memoria de largo plazo retornó entonces a las bloqueadas ratas cuando el equipo activó el dispositivo electrónico programado para duplicar la función de codificación de la memoria.

El cerebro de los músicos es diferente

Cuán diferente puede ser el cerebro de las personas de acuerdo con… su actividad.

Los músicos, de acuerdo con reciente investigación, poseen un cerebro muy desarrollado de manera que los hace estar alertas, interesados en el aprendizaje, dispuestos a ver los detalles de una situación, calmados y agradables. Son los mismos rasgos hallados en deportistas de primera clase, gerentes de alto nivel y entre individuos que practican la meditación trascendental.

El nuevo estudio, de Fred Tavis, de Maharishi University of Management en Estados Unidos; Harald Harung, Oslo University College en Noruega; e Yvonne Lagrosen, University West en Suecia revela un alto desarrollo mental en los músicos.

Con diferentes métodos, midieron el desarrollo de mente y cerebro. Los electroencefalogramas muestran patrones especiales en la actividad eléctrica del cerebro con alto desarrollo mental. Poseen lóbulos frontales bien coordinados, siendo ellos los que se emplean en altas funciones cerebrales, como la planeación y el pensamiento lógico. Otra característica es que la actividad en cierta frecuencia, las llamadas ondas alfa, dominan. Estas se dan cuando el cerebro reúne detalles en un todo.

Otro electroencefalograma muestra que los individuos con alto desarrollo mental y cerebral usan su cerebro con economía: están alertas y listos para la acción cuando es necesario, pero permanecen relajados y adoptan una postura de esperar a ver qué sucede cuando es el caso.

También se emplearon cuestionarios para medir el desarrollo mente-cerebro.

Todo esto demostró que los músicos son especiales por su condición cerebral.

El estudio será publicado en Consciousness and Cognition.

Hallazgos curiosos de la ciencia

Mal sabor. Confrontar creencias moralmente aborrecibles deja, literalmente, un mal sabor en la boca. Los cristianos religiosos que escriben pasajes del Corán musulmán o de La Desilusión de Dios de Richard Dawkin calificaron una bebida de limón mucho más chocante luego de la prueba que antes de ella, reportaron científicos en el Journal of Experimental Social Psychology. Al leer la Biblia el efecto no se daba. A los participantes a los que se les permitió lavar sus manos luego de copiar los pasajes objetables no mostraron diferencia alguna en el gusto, indicando que el aseo físico restauraba simbólicamente la pureza espiritual. Curioso.

Tormentas perpetuas. Las emociones fuertes, experiencias a veces traumáticas y desagradables permanecen mucho tiempo en el cerebro como recuerdos que no se borran. Científicos de la Universidad de California en Berkeley pudieron explicar cómo duran tanto: el centro emocional del cerebro, la amígdala, induce al hipocampo –un gran centro de comunicación- a generar nuevas neuronas. En una situación de miedo, esas neuronas nuevas son activadas por la amígdala y pueden servir como piedra de impresión en la que los recuerdos traumáticos pueden ser impresos con firmeza. Es decir, las nuevas neuronas, hablando en términos evolutivos, probablemente le están ayudando a la persona a recordar el león que casi la mató. En la imagen se ven nuevas células nerviosas (verde) y un marcador neuronal (rojo) que señala células inmaduras. De azul, los astrocitos (células gliales con numerosas funciones). Bien curioso.

Darwin tenía razón. Un estudio publicado en Ecology letters entrega evidencia experimental sobre una asunción de la biología evolutiva aceptada desde que Charles Darwin la propuso en 1859 en El Origen de las Especies: la competencia es mayor entre especies más relacionadas o cercanas. Investigadores del Georgia Tech establecieron 165 microcosmos experimentales –ecosistemas simplificados de laboratorio. que contenían una o dos especies de protistas ciliados con tres variedades de presas de especies de bacterias. Cada semana documentaron la abundancia de cada especie en cada microcosmo y hallaron que luego de 10 semanas, todos los protistas albergados en soledad sobrevivieron, pero en más de la mitad de los escenarios con dos especies una de las especies había crecido para dominar la población, conduciendo a la otra a la extinción. La competencia era más feroz en esos microcosmos cuando las especies estaban más cercanamente relacionadas. Curioso.

Aprendizaje variable. Científicos del Columbia University Medical Center entregaron evidencias de que el número de células madre neurales del hipocampo, esa región responsable de la memoria, el aprendizaje y la emoción, puede no ser constante sino que varían debido a condiciones ambientales. Al comparar el hipocampo de ratones expuestos a un ambiente estimulante o a uno solitario y estresante, hallaron que las células madre del hipocampo de aquellos en soledad generaban más células neurales que los que estaban en un medio estimulante, cuyas células madre neurales se diferenciaban para producir solo neuronas. Durante el estrés o la carencia, el cerebro se prepara almacenando células madre neurales para satisfacer la demanda de un ambiente más estimulante, que se sabe induce la producción de más neuronas. Curioso.

Descubrimientos curiosos

Con alcohol se recuerda. Llama la atención: beber alcohol activa ciertas áreas del cerebro para aprender y recordar mejor, según estudio del Waggoner Center for Alcohol and Addiction Research de la Universidad de Texas en Austin.

La expresión popular de que beber es malo para el aprendizaje y la memoria no es equivocada, afirmó el neurobiólogo Hitoshi Morikawa, pero sólo subraya un lado de lo que el consumo de etanol le hace al cerebro. “Usualmente cuando hablamos de aprendizaje y memoria, sólo nos referimos a la memoria consciente”, dijo. El alcohol disminuye nuestra capacidad de recuperar pedazos de la información, como el nombre de un colega, o la definición de una palabra, o dónde se parqueó el auto por la mañana. “Pero nuestro aprendizaje subconsciente también es aprendizaje y recordación y el alcohol puede, de veras, incrementar nuestra capacidad de aprender”. El estudio, publicado en The Journal of Neuroscience, mostró que la exposición repetida alienta la plasticidad sináptica en una región clave del cerebro y aportó otra evidencia de lo que se cree en la comunidad de las neurociencias: la adicción a las drogas y el alcohol es en esencia un desorden del aprendizaje y la memoria. Bien curioso. (Esta nota no es una invitación a ingerir bebidas alcohólicas).

Moscas listas. La sola invasión de una bacteria hace que una mosca evolucione con gran rapidez y obtenga ventajas. Un estudio demostró que la bacteria del género Rickettsia que infecta la mosca blanca, una peste de importantes cultivos en todo el planeta, como la papa, hace que esta mosca (Bemisia tabaci) evolucione en tan solo seis años: los insectos infectados ponen más huevos, se desarrollan más rápido es más posible que sobrevivan a la edad adulta en comparación con las moscas que no son infectadas, reveló el estudio del College of Agricultural and Life Sciences de la Universidad de Arizona. Curioso contrataque.

Bendito colesterol. El llamado colesterol bueno o HDL, que remueve el exceso de colesterol del hígado, parece tener otra función importante: destruir células cancerosas, de acuerdo con un estudio publicado este mes en Neoplasia. Nanopartículas cargadas con ARN pequeño de interferencia o ARN de silenciamiento para silenciar genes que promueven el cáncer redujeron o destruyeron tumores en el ovario de ratones, por lo que se espera realizar ensayos con personas. Curioso.

Adelgazamiento. Un grupo de investigadores encabezados por John Gunstad de Kent State University parece haber encontrado un vínculo entre la pérdida de peso y una mejor memoria y mayor concentración. El estudio con 150 pacientes demostró que personas intervenidas con operación bariátrica (bypass gástrico) tenían una mejor memoria a las 12 semanas de ser operados. El hallazgo será publicado en el Journal of the American Society for Metabolic and Bariatric Surgery y se convierte en esperanza para personas obesas que sufren de problemas de memoria y la concentración. Curioso.

La pobreza modifica el cerebro

Ser pobre no es sólo una carga de por sí costosa para la vida, sino que trae otras consecuencias no consideradas en los análisis: para el cerebro.

La pobreza, sí, afecta el peso y el crecimiento de las personas, de paso llegan algunas enfermedades. Pero hay una dimensión poco considerada y que es para toda la vida.

Helen Neville, neurocientífica de la Universidad de Oregon en Eugene, entrevistada por ScienceNews tras el congreso anual en San Diego (Estados Unidos), reveló hallazgos de su grupo sobre el tema de la pobreza.

Los niños que crecen en ese medio, por varias razones, tienen un desarrollo cerebral y cognitivo más deficiente que los niños que crecen en ambientes de mayores recursos.

La función ejecutora y el autocontrol son bajos también, así como las habilidades lingüísticas, su cociente intelectual, la capacidad de concentración y la memoria son más pobres igualmente.

Al mirar los cerebros de niños pobres con imágenes de resonancia, se observan además diferencias en el de un pobre con el que no lo es, diferencias que también se notan en los adultos, lo que muestra que los efectos de la pobreza son duraderos.

¿Está todo perdido? La experta reveló que las intervenciones más efectivas que han encontrado, son entrenar la atención en esos niños, mediante juegos y acertijos sencillos que disfrutan, para mejorar el autocontrol y la atención y, segundo, un proceso con los padres de esos niños para que les hablen mucho y les impongan una disciplina consistente, dada la importancia de la atención y la autorregulación.

Con esa intervención en doble vía, se ha encontrado que disminuyen los niveles de estrés, disminuyen los problemas de comportamiento de los pequeños, mejoran sus habilidades sociales y en términos de aprendizaje y cociente intelectual, se observan ganancias, mejorando la función cerebral.

En el portal http://changincbrains.org, las personas interesadas encuentran información (en inglés) para trabajar con niños bajo esta condición.

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