SOCIEDAD - Crearon el primer mapa 3D completo del cerebro humano - ARGENTINA

 

Fue desarrollado por científicos de EE.UU. Aseguran que servirá para conocer qué causa trastornos neurológicos y psiquiátricos.

 

Mapa 3D del cerebro humano

 

         

El funcionamiento del cerebro humano, uno de los grandes enigmas que desde siempre atrae a la ciencia, va develando de a poco sus secretos. Un grupo de científicos de Estados Unidos creó un gran mapa del cerebro de una persona adulta, el primero de este tipo en el mundo , que muestra la actividad de los genes en todo el órgano. Sus creadores aseguran que servirá para conocer, en un futuro, los factores que causan los trastornos neurológicos y psiquiátricos.

El mapa fue creado a partir de análisis genéticos de cerca de 900 partes específicas de dos cerebros “clínicamente comunes y corrientes”, donados por dos hombres (uno de 24 años y el otro de 39), y de medio cerebro de un tercer individuo.

Los investigadores del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro de Seattle, liderados por Michael Hawrylycz, señalaron que este mapa servirá de referencia para que ellos y otros colegas puedan comparar la actividad genética de cerebros enfermos para arrojar luz así sobre factores que están detrás de condiciones psiquiátricas y neurológicas .

“El cerebro humano es la estructura más compleja que conoce la humanidad y uno de los mayores desafíos de la biología moderna consiste en comprender su conformación y organización”, comentó Seth Grant, profesor de Neurociencia Molecular en la Universidad de Edimburgo, en Escocia, que trabajó en este mapa. “ Esto nos permite, por primera vez, cubrir al genoma humano del cerebro.

Nos brinda básicamente la clave para comprender la conexión entre el genoma y el cerebro y nos aporta una camino hacia el futuro para poder decodificar cómo los trastornos genéticos impactan y generan enfermedades cerebrales”, agregó el especialista.

El poder del cerebro deriva de sus conexiones nerviosas, su variedad de células y estructuras, y en última instancia de dónde y cuándo los diferentes genes se activan y desactivan en toda su masa de tejido, que pesa 1,9 kilo.

A partir de las más de 100 millones de mediciones que se realizaron en los cerebros analizados, algunas en nada más que unos pocos milímetros cúbicos, los científicos descubrieron que el 84 por ciento de los genes son activados en alguna parte de este órgano . La actividad genética en regiones contiguas de la corteza, esa gran superficie rugosa del cerebro, era similar pero diferente de la vista en las partes inferiores, como el bulbo raquídeo.

Un análisis más detallado de la corteza mostró patrones en la actividad genética que se correspondían con regiones con papeles específicos del cerebro, como las funciones sensorial y de movimiento. El mapa no mostró ninguna división importante de la actividad genética en los costados derecho e izquierdo del cerebro, lo que sugiere que la habilidad o destreza que maneja un hemisferio, como el lenguaje, proviene de diferencias más sutiles que las que pudo detectar el estudio.

A pesar de que los cerebros analizados provenían de hombres de edad y grupo étnico similares, el patrón de actividad genética era tan parecido que los investigadores sospechan que existiría una suerte de plan de acción común. Los científicos ya habían elaborado mapas genéticos similares para los roedores, pero la escasez de cerebros humanos donados, su tamaño y la naturaleza destructiva de los análisis hacían ver que el equivalente humano era un desafío mayor.

En el artículo que escribieron para la prestigiosa revista inglesa Nature –que publicó la investigación como principal tema de su portada–, los científicos describen cómo escanearon los cerebros donados y cómo los cortaron luego en pedazos. Midieron en cada uno de ellos los niveles de actividad de los 20 mil genes del genoma humano.

El mapa, que superpone los resultados genéticos en una imagen tridimensional del cerebro , está disponible libremente en Internet para que todos los investigadores lo puedan usar. Sólo hay que descargar una aplicación, disponible sólo en inglés para computadoras Mac o que corran bajo Windows, desde la dirección www.brain-map.org .

Grant adelantó que en los futuros estudios intentarán relacionar al mapa cerebral genético con otros estudios genéticos o escaneos cerebrales de cerebros anormales o enfermos. Esto podría poner al descubierto los genes que juegan un papel en las enfermedades cerebrales e indicar el camino para tratamientos.

NATURALEZA - Los chimpancés son capaces de crear tradiciones sociales - ESPAÑA

 

 

·         No solo son capaces de aprender unos de otros, también utilizan esta información social para formar y mantener tradiciones locales.

·         La manera en la que los chimpancés se acicalan varía en función de la comunidad a la que pertenecen.

·         "Los chimpancés pueden superar sus predisposiciones innatas y manipular su entorno basado en construcciones sociales y no en meros instintos".

·         Los investigadores han revelado que los chimpancés no solo son capaces de aprender unos de otros, sino que también utilizan esta información social para formar y mantener tradiciones locales.

  

Dos chimpancés en el zoo de Israel. (GTRES)

·         Una colaboración entre la Universidad de Gonzaga y el Instituto Max Planck muestra que la manera en la que los chimpancés se acicalan unos a otros depende de la comunidad a la que pertenecen. En concreto, se trata de un característico apretón de manos que revela esta diferencia local.

·         El comportamiento específico en que los investigadores se centraron fue este 'saludo', un comportamiento en el que dos chimpancés juntan sus brazos, los levantan en el aire, y acicalan al otro con su brazo libre. Este comportamiento solo se ha observado en algunas poblaciones de chimpancés. La pregunta sigue siendo si los chimpancés son instintivamente inclinados a participar en este comportamiento, o si lo adquieren de los demás y lo transmiten a las generaciones posteriores.

·         Los chimpancés aprenden socialmente su tradición local, y esto podría ser evidencia de la cultura social Edwin van Leeuwen y Katherine Cronin, del grupo de investigación de Antropología Coignitiva Comparativa del Instituto Max Planck de Psicolingüística, realizaron sus observaciones entre 2007 y 2012 en la Chimfunshi Wildlife Orphanage Trust en Zambia. En Chimfunshi, una mezcla de chimpancés salvajes y nacidos en cautividad conviven en bosques dentro de uno de los mayores recintos del mundo en su género.

·         El equipo del Max Planck colaboró con estudiantes de la Universidad de Gonzaga dirigidos por Mark Bodamer, un equipo de cuidadores de chimpancés locales, y Roger Mundry del Instituto Max Planck para la Antropología Evolutiva en el fin de recoger y comprender los datos detallados de los chimpancés, informa Proceedings.

·         Equivalente a los saludos humanos, como el apretón de manos

·         La investigación previa sugería que el apretón de manos para el aseo puede ser un fenómeno cultural, al igual que los seres humanos de todas las culturas participan en diferentes formas de saludo. Sin embargo, estas sugerencias se basaron principalmente en observaciones de que estaba presente en unas comunidades de chimpancés y no en otras, no en si hay diferencias entre las comunidades que se dedican a este comportamiento. Por otra parte, las primeras observaciones podrían explicarse por las diferencias en los factores genéticos y/o ecológicos entre las comunidades de chimpancés, lo que impidió la interpretación de que los chimpancés mostraban diferencias "culturales".

·         La presente investigación muestra que incluso entre comunidades de chimpancés que se dedican a esta práctica se producen diferencias sutiles pero estables: un grupo se sujeta las manos mientras otro dobla más las muñecas alrededor entre sí, por ejemplo.

·         No sabemos qué mecanismos llevan a estas diferencia "No sabemos qué mecanismos llevan a estas diferencias", dijo van Leeuwen. "Pero nuestro estudio revela que estas comunidades de chimpancés forman y mantienen sus propias tradiciones locales de aseo personal. Nuestras observaciones también indican que los chimpancés pueden superar sus predisposiciones innatas, lo que potencialmente les permite manipular su entorno basado en construcciones sociales y no en meros instintos ".

·         Aparte de las preferencias de estilo de las diferentes comunidades de chimpancés, los investigadores también observaron que el comportamiento del apretón de manos para el aseo era una parte duradera de repertorio conductual de los chimpancés: el comportamiento se transmitió hasta la próxima generación.

·         "Siguiendo los chimpancés a través del tiempo, hemos sido capaces de demostrar que 20 chimpancés jóvenes desarrollaron gradualmente el comportamiento del apretón de manos a lo largo del estudio de cinco años. Primero se observaron en colaboración con sus madres. Estas observaciones apoyan la conclusión de que estos chimpancés aprenden socialmente su tradición local, y esto podría ser evidencia de la cultura social", explica Bodamer

 

CIENCIA - El telescopio Hubble fotografió una pequeña y aislada galaxia

 

Se trata de la DDO 190, que se encuentra a nueve millones de años luz de distancia de nuestro Sistema Solar

La galaxia DDO 190. (NASA/ ESA)

Una prueba más de que la Astronomía es fascinante. Una pequeña galaxia conocida como DDO 190 fue captada recientemente por el Telescopio Espacial Hubble. Se trata de una galaxia enana muy particular pues forma parte de la minoría de galaxias aisladas.
La vecina más cercana de la DDO 190, es la DDO 187 que está ubicada a de 3 millones de años luz. Además, se encuentra alrededor de nueve millones de años luz de distancia de nuestro Sistema Solar.
Es preciso indicar que cada año luz equivale a algo menos de 10 millones de millones de kilómetros.
En la imagen de DDO 190 tomada por el Hubble, podemos ver estrellas rojas en la parte externa, mientras que las estrellas más jóvenes aparecen azuladas hacia el centro.


Quieres conocer el mayor mapa del universo en tres dimenciones?
http://elcomercio.pe/actualidad/1453734/noticia-conoce-mayor-mapa-universo-tres-dimensiones

SCIENCE / AGRICULTURE - USA Y EL MUNDO

Preparando los cultivos para un mañana más cálido

Dos diseños rivales de bioquímica de plantas compiten por dominar el mundo. Uno, llamado C3 por del número de átomos de carbono en los azúcares iniciales que forma, es viejo, pero todavía dominante. El arroz es una planta C3. El otro, llamado C4, es más nuevo en la historia evolutiva, y ahora cuenta con alrededor de 21% del "mercado" de la fotosíntesis. El maíz es una planta C4. Cuando hace calor, el mecanismo de C3 se vuelve ineficiente en la absorción de dióxido de carbono del aire, pero en un clima fresco, C4 deja de funcionar por completo. Por lo tanto, a primera vista parece como si el calentamiento global debiera beneficiar a C4.

Sin dudas, a pleno sol y cálidas temperaturas, las plantas C4 crecen más rápido que las C3 y necesitan menos fertilizante nitrogenado. En esas condiciones, un cultivo C4 como el maíz o la caña de azúcar puede lograr un mayor rendimiento y tolerar mejor las sequías que un grano como el trigo o el arroz. De las 86 especies de plantas que suministran la mayor parte de los alimentos del mundo, sólo un puñado son C4, pero dominan la agricultura tropical: los principales son el maíz, la caña de azúcar, el mijo y el sorgo.

Sin embargo, no es tan sencillo. Sorprendentemente, la estrategia de C4 primero se volvió común en las repetidas edades de hielo que comenzaron hace cuatro millones de años. Eso se debió a que las edades de hielo fueron una época muy seca en los trópicos y los niveles de carbono eran muy bajos, cerca de la mitad de los niveles actuales. Las plantas C4 son mejores en captar dióxido de carbono (la fuente de carbono para los azúcares) del aire y desperdician mucha menos agua al hacerlo. En cada período de frío glacial, los bosques dieron paso a praderas estacionales en una gran escala. Sólo cerca de 4% de las especies de plantas usan C4, pero casi la mitad de todos los pastos lo hacen, y estos que las C4. Cerca de 500 experimentos por separado confirman que, si los niveles de dióxido de carbono se duplican desde los niveles preindustriales, los rendimientos del arroz y el trigo crecerán en promedio 36% y 33%, mientras que los del trigo se elevarán sólo 24%.

Otra complicación es que C4 tiene una participación mayor del mercado de las malas hierbas. De las 18 malezas más pestilentes que perjudican a los agricultores, 14 son C4. Por lo tanto, en igualdad de condiciones, y en especial en regiones templadas donde dominan las C3, la batalla contra las malezas debería ser más fácil a medida que aumentan los niveles de dióxido de carbono, porque los cultivos C3 pueden acelerar su crecimiento más de lo que pueden las malas hierbas C4.

El año pasado, Qing Zeng, del Instituto de Ciencia del Suelo, en Nanjing, y sus colegas publicaron la primera prueba de esta predicción en una granja real. Mediante la emisión de dióxido de carbono sobre las parcelas de arroz, enriquecieron el aire a casi el doble del nivel ambiental de dióxido de carbono. Luego midieron la tasa de crecimiento tanto del arroz como de la peor maleza, la echinochloa, una planta herbácea de tipo C4, en las parcelas experimentales, comparada con las parcelas de control cercanas.

El peso de las espigas de arroz mejoró en 37,6%, mientras que el crecimiento de la echinochloa se redujo en realidad en 47,9%, debido a que el vigoroso arroz proyectó sombra sobre las malas hierbas. Así, la buena noticia es que, en general, el aumento de los niveles de dióxido de carbono ayuda un poco a los cultivos (principalmente C3) que compiten con las malas hierbas (sobre todo C4) y no al revés.

Sin embargo, esa enorme ventaja de rendimiento de las plantas C4 en climas cálidos sugiere un obvio próximo objetivo para los cultivadores de plantas.

Teniendo en cuenta que la mayor parte del arroz crece en los países cálidos, jugar con sus genes para convertirlo en una planta C4 podría impulsar su rendimiento en 50% y reducir su necesidad de nitrógeno, lo que transformaría el suministro mundial de alimentos. Ese es el objetivo del C4 Rice Project, en el Instituto Internacional de Investigación del Arroz en Filipinas. Está entusiasmado por el hecho de que la "tecnología" C4 ha surgido de forma natural en muchas líneas de plantas diferentes, así que ¿por qué no meterla también en el arroz?

CULTURA Y CIENCIA - ESPAÑA

Mundos interiores

El cerebro alberga una gran colección de mapas interiores que van interpretando los datos crudos que recibimos del mundo. Varios libros exploran la naturaleza de las facultades mentales e indagan en las teorías más radicales sobre la neurobiología

ampliar foto

Células de neuroblastoma I diferenciándose en cultivo (Wittmann), University of California (UCSF), San Francisco, de la exposición 'Paisajes neuronales'.

 

Una buena forma, no sé si por metafórica o por todo lo contrario, de capturar el problema central de la neurología de la mente, y quién sabe si hasta de su filosofía, es reflexionar un rato sobre el cubo de Necker. Mételo en Google Imágenes si no sabes lo que es. Lo mismo valdrían la joven y la vieja de Dalí, el pato que parece un conejo o esa vasija que también son dos caras de perfil, pero el cubo de Necker es seguramente la forma más simple y estilizada de esta paradoja sobre la percepción, la voluntad y la consciencia.

 

El cubo de Necker tiene dos posibles interpretaciones: un cubo visto desde arriba o desde abajo. Es condenadamente difícil ver las dos a la vez. Tú sabes que están allí, pero cuando miras el dibujo solo ves una de ellas, generalmente la vista desde arriba. Pero basta que mires el dibujo un buen rato para que el cubo flipe a su otra interpretación. Como sucede con la joven y la vieja, o con la vasija y los perfiles, la información que te entra desde los ojos es siempre la misma, pero alguna parte de tu cerebro —eso que tú llamas yo— está oscilando entre dos percepciones, entre dos estados de consciencia. Más aún: con un poco de práctica, tú puedes dar una orden voluntaria a tu córtex visual para que te presente una imagen o la otra. ¿Qué quiere decir esto?

Nuestro cuerpo está representado en dos tiras verticales de cerebro, un poco por encima de cada oreja. Es el famoso homúnculo somatosensorial, esa figurilla deforme y horripilante de enorme boca y grandes manazas, en justa proporción a las zonas de la piel que le mandan más información sobre lo que tocan: sobre su textura y su temperatura, sobre su forma, también sobre su capacidad para hacer daño. Como nuestro cuerpo es un objeto situado en el mundo físico, y como su geometría es coherente con las coordenadas del entorno —un delante, un detrás, dos lados con la simetría familiar de los espejos—, el homúnculo somatosensorial es en realidad un mapa del mundo. Representa la realidad tal y como la percibe el sentido del tacto, nuestro contacto físico con las cosas.

Nuestra mente es en parte una colección de mapas interiores de ese tipo, aunque muchos no posean una topografía tan evidente como la del homúnculo, ni tan desagradable de observar. Lo primero que hace el córtex auditivo —tampoco muy lejos de las orejas, ni del homúnculo que representa nuestro cuerpo— con la masa sonora que le llega del mundo exterior a cada instante es clasificarla por sus frecuencias acústicas: como notas en la escala musical, casi literalmente. En el córtex visual, allí atrás en la nuca, los homólogos de las notas musicales son las inclinaciones de las fronteras entre la luz y la sombra.

Zonas del cuerpo, notas en la escala, secuencias ordenadas de ángulos, series de fonemas: mapas de los distintos ejes del mundo.

Aprender a leer aumenta literalmente la materia gris en las áreas fonológicas del córtex cerebral

Puesto que, redondeando un poco, esos mapas encarnan toda la información que recibimos del mundo, se sigue forzosamente que el contenido de nuestra mente —las imágenes y las imaginaciones, el ruido de un motor que se acerca y la comprensión de la estructura de una sonata, la jerigonza absurda de un bebé y el verso profundo de un poeta— son elaboraciones internas del córtex cerebral, resultados de un proceso en gran medida inconsciente que va interpretando los datos crudos del mundo, extrayendo sus pautas e integrándolos en una geometría coherente: una que sea compatible con el mundo, pero también con lo que ya habíamos aprendido del mundo, de sus regularidades, de sus correlaciones, de sus patrones arquitectónicos.

Lo que tienen en común todos esos procesos, por todo lo que conocen hoy las neurociencias, es un mecanismo de abstracción progresiva. Los fonemas se abstraen en sílabas, raíces y sufijos, luego en nombres y verbos, después en oraciones simples que valen por un nombre o por un verbo dentro de una frase compuesta de mayor jerarquía. Parece el trabajo de un gramático, pero también es la operación estándar de nuestro córtex. Lo es de nuestro córtex lingüístico, una de las adquisiciones más importantes de la evolución de los homínidos, pero también del resto del córtex, que es un logro evolutivo muy anterior al lenguaje. Anterior en cientos de millones de años, por ponerle una datación conservadora. Porque lo que llamamos ver se basa en un proceso similar.

La visión empieza, como vimos antes, con una secuencia ordenada de las inclinaciones que muestran las fronteras entre la luz y la sombra. Esa clasificación ocurre en la región más primaria del cerebro visual, que se llama, no muy inspiradamente, V1. Las unidades funcionales del córtex, o al menos del córtex visual, se llaman columnas y tienen el tamaño de una mina rota de uno de esos lápices recargables. Imagina miles de ellas apiladas como vasos de tubo en una bandeja.


En V1, una columna se activa en respuesta a las fronteras horizontales, la de al lado en respuesta a las ligeramente inclinadas, la siguiente a las que están inclinadas un poco más, y así hasta una docena de columnas que completan el reloj. Como vimos, esta es la información elemental con la que las áreas visuales superiores generan sus modelos de las formas geométricas y de los objetos tridimensionales.
En su viaje hacia arriba (literalmente, desde la nuca hacia lo alto de la cabeza), la información se va haciendo cada vez más abstracta, paso a paso y de un modo automático. A cierta altura de esa escalera hacia lo abstracto, las columnas ya no responden a un tipo de objeto tridimensional visto en cierta orientación, sino a un tipo de objeto visto en cualquier orientación. Imagina una forma más o menos cúbica, como un edificio. Todas las orientaciones de esa forma cúbica tienden a formar una secuencia en nuestra experiencia (como al dar la vuelta al edificio). La siguiente área del córtex visual aprende esa secuencia como un todo. Así nace un concepto abstracto (cubo, aprenderá luego el niño en su clase de geometría).

Más arriba en esa jerarquía hay pequeños grupos de neuronas que significan Bill Clinton o Halle Berry, por citar dos ejemplos reales descubiertos por Christof Koch, un neurocientífico de Caltech (el instituto tecnológico de California). El reconocimiento de las letras y las palabras es otra de estas funciones de alto nivel.

Al igual que ocurría con el córtex lingüístico, las áreas visuales del cerebro forman una serie jerárquica. La primera área recibe de la retina un vulgar informe de luces y sombras (fonemas, notas musicales), pero entrega un mapa ordenado de las inclinaciones de esas fronteras (sílabas, intervalos musicales); la siguiente recibe esas líneas y entrega polígonos (palabras, acordes), que la otra convierte en formas tridimensionales, luego en conceptos geométricos abstractos, y dejo aquí los paréntesis al lector.

La teoría actual más radical sobre la neurobiología de la mente propone extrapolar ese mecanismo jerárquico de abstracción progresiva a todo el córtex cerebral. Incluidas las regiones más anteriores, o más próximas a la frente, que son las que han crecido más desproporcionadamente durante la evolución de los homínidos: las que más nos diferencian de un chimpancé, o de un australopiteco. Y que es donde un siglo de neurología ha situado nuestras más altas funciones mentales, como la autoconsciencia, la interacción social y los juicios éticos.


Pero, según la teoría radical, la única diferencia esencial entre las distintas áreas del córtex es la información que llega de abajo. Si le llegan superficies, genera objetos tridimensionales; si notas, genera melodías; si fonemas, genera sílabas; si nombres y verbos, genera frases. Ya ves la idea general. ¿Alguna propuesta para generar una metáfora? ¿O una teoría científica? Recuerda que también esas son funciones del cerebro, o al menos de algunos cerebros.

¿Qué dice todo esto sobre la naturaleza innata o aprendida de las facultades mentales? No gran cosa, en realidad. La capacidad del lenguaje, por ejemplo, es en gran parte innata en nuestra especie. Hay un “órgano mental del lenguaje”, como predijo Chomsky a mediados del siglo XX. Pero ¿qué pasa con la escritura y la lectura? La capacidad innata del lenguaje no evolucionó asociada a la visión, sino al oído. Hasta hace 5.000 años todo el lenguaje era hablado, y ese es un lapso demasiado fugaz para que la evolución invente un “órgano mental de la lectura”. Y sin embargo, los niños aprenden a leer de todos modos.

Las evidencias experimentales muestran que el aprendizaje de la lectura refuerza las conexiones entre la información visual —la percepción de la forma de las letras y de las palabras— con un dispositivo cerebral preexistente que maneja la sintaxis y la semántica, pero que estaba dedicado a analizar sonidos, no imágenes. Aprender a leer aumenta literalmente la materia gris en las áreas fonológicas del córtex cerebral.

¿Y dónde está el cubo de Necker? ¿Ahí fuera en el mundo físico? ¿O tan solo dentro de tu mente cansada? Vaya, eso es otro cubo de Necker

SCIENCE / ASTRONOMY - ARGENTINA, WORLD

La NASA difundió una impresionante panorámica de Marte

Es una escena de 360 grados que combina 817 imágenes. Muestra la superficie del "planeta rojo" y se ve también parte del Mars Exploration Rover Opportunity. Según la agencia espacial, es "lo más cercano a estar" en el segundo planeta del sistema solar.

En la panorámica de la superficie de Marte se ven las huellas del robot de la NASA.

En la panorámica de la superficie de Marte se ven las huellas del robot de la NASA.

08/07/12 - 20:18

La NASA exhibió una impresionante panorámica de Marte que combina 817 imágenes tomadas por la cámara panorámica empotrada en un mástil del vehículo Mars Exploration Rover Opportunity a lo largo de 120 días.

La Agencia Espacial Estadounidense presentó la escena de 360 grados como "lo más cercano a estar" en el planeta rojo.

La panorámica ofrece un vistazo del terreno de Greeley Haven, el lugar en el que el robot estuvo estacionado entre el 21 de diciembre de 2011 y el 8 de mayo pasado.

Las imágenes muestran "una vista espectacularmente detallada de un cráter como jamás habíamos visto en el curso de esta misión", dijo el científico Jim Bell, de la universidad de Arizona, citado por la agencia de noticias AFP.

El Mars Exploration Rover Opportunity Opportunity ha estado trabajando en Marte desde enero de 2004 y completó sus 3.000 días de misión el pasado 2 de julio. La NASA, en tanto, ya lleva 15 años de presencia con robots en el planeta rojo

http://www.clarin.com/sociedad/ciencia/NASA-difundio-impresionante-panoramica-Marte_0_733126942.html.