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Generación de neuronas

Generación de neuronas 1900 1069 FisioAso

Nacemos con un número determinado de neuronas, y a medida que vamos creciendo, estas van muriendo, sin que se pueda renovar ninguna de ellas. Esto es lo que se ha ido creyendo a lo largo de la historia de la neurociencia, antes de que se hubieran podido estudiar en mayor profundidad, mediante los avances científicos, las neuronas del cerebro. Y es que el cerebro tiene una capacidad plástica adaptativa (o maladaptativa) impresionante, ya que cada neurona (que hay unas 100 billones) lucha por conectar con otra y establecer un vínculo químico y eléctrico, para poder comunicar mensajes y desarrollar así su función para la que ha sido diseñada. Pero esto no es la neurogénesis. La neurogénesis viene en relación a la formación de nuevas neuronas una vez la persona ya es adulta. Existen zonas del cerebro capaces de generar nuevas neuronas para desarrollar funciones concretas, teniendo capacidad pues, de renovar áreas concretas del Sistema Nervioso Central.

Las áreas que hasta ahora se han encontrado hallazgos de neurogénesis, son el bulbo olfactorio, el hipocampo y la corteza cerebral. Pero cuidado, porque estas neuronas se generan a partir de otras precursoras, tipo células madre, las cuales realizan movimientos migratorios para poder producir el tipo concreto de células, que migrarán para su posterior maduración. Más adelante nos adentraremos un poco más en ese concepto.

¿Pero por qué éstas áreas tan en concreto y no otras? Pues podríamos hacer suposiciones, como por ejemplo, el bulbo olfactorio es elemental para la supervivencia como especie, o al menos durante el recorrido que llevamos andado en la historia, ya que éste recoge la información olfactiva, tan necesaria para poder evaluar los productos alimenticios que estén en buen estado y evitar precisamente intoxicaciones en su ingesta. Pensemos que el circuito neural por el que pasa dicha información, no contiene filtros, es decir, la mayoría de información que nos llega del exterior pasa por un elemento filtro clave, el tálamo, que precisamente evita que nos saturemos de información. Y no creo que sea por capricho de la naturaleza, pero el «circuito» olfactivo, no pasa por el tálamo, y por tanto, se le da una relevancia o predisposición absoluta, y es por ello que quizás tengamos que renovar neuronas cada cierto tiempo.

Por otro lado, tenemos la generación de neuronas que migran hacia el hipocampo. Ese conjunto de centros neurales encargados a grandes rasgos, de la memoria. ¿Y por qué tiene tanta relevancia la memoria? De nuevo, conjeturemos. La memoria nos da identidad, nos almacena experiencias de aprendizaje tanto como especie (para de nuevo, la supervivencia) como para el individuo, y que encima comunicamos y transmitimos a las siguientes generaciones, para que no tengan que pasar por la misma experiencia. Por ejemplo, a mi no me ha picado ninguna araña, serpiente o me ha mordido una rata, pero tanto por experiencia «genética» (de nuestros antepasados) así como de aprendizaje por otros testimonios, no me veréis «experimentando» con ellas. Dicha relevancia se la podemos atribuir a las funciones del hipocampo, claves de nuevo, para la supervivencia, y que conjeturamos que esa importancia en la neurogénesis vaya relacionada es este aspecto.

Por último, se habla de neurogénesis en la corteza cerebral, concretamente en algunas áreas asociativas (cortezas prefrontal, temporal inferior y parietal posterior), las cuales están implicadas en la conducta, así como el aprendizaje y la memoria. En nuestra supervivencia, es indiscutible la necesidad de un aprendizaje para solventar carencias físicas, como la ausencia de colmillos, garras, veneno u otras ventajas biológicas que desarrollaron otros animales en la carrera armamentística de la expresión máxima de la naturaleza, cazador y presa, y que con la evolución, han ido perfeccionando durante todo este tiempo. Nosotros aprendemos, memorizamos, transmitimos conocimiento para que otros aprendan, memoricen y hagan lo mismo, perpetuando así la supervivencia y evolución como especie.

Ahora bien, gracias a los últimos avances científicos (aprendizaje y memorización) se ha descubierto otra zona de formación de neuronas, el cuerpo estriado (1). Y es que si tenemos en cuenta las funciones de éste área cerebral, como el «almacenaje» de aprendizaje motor y algunas funciones cognitivas, conjeturamos de nuevo, que el movimiento (y su memoria) están presentes de nuevo en la supervivencia, porque la única forma de cambiar algo de nuestro mundo externo, es a través del movimiento. Sea el que sea. Me muevo por algún motivo, o hago mover algo por algún motivo. Aún así, la formación de nuevas interneuronas en esta zona todavía no están estudiadas, y poco a poco se va avanzando en este aspecto.

 

Bibliografia:

(1) Inta D, Cameron HA, Gass P. New neurons in the adult striatum: from rodents to humans. Trends Neurosci 2015 Aug 19.

(2) Lepousez G, Nissant A, Lledo PM. Adult neurogenesis and the future of the rejuvenating brain circuits. Neuron 2015 Apr 22;86(2):387-401.

(3) Capilla-Gonzalez V, Lavell E, Quinones-Hinojosa A, Guerrero-Cazares H. Regulation of subventricular zone-derived cells migration in the adult brain. Adv Exp Med Biol 2015;853:1-21.

(4) Aimone JB, Li Y, Lee SW, Clemenson GD, Deng W, Gage FH. Regulation and function of adult neurogenesis: from genes to cognition. Physiol Rev 2014 Oct;94(4):991-1026.

(5) Regensburger M, Prots I, Winner B. Adult hippocampal neurogenesis in Parkinson’s disease: impact on neuronal survival and plasticity. Neural Plast 2014;2014:454696.

 

 

La magia de la percepción

La magia de la percepción Elena Herrera Gómez

Percibir no es ver, ni escuchar, ni oler, ni sentir. Percibir es el proceso  constructivo de elaboración e  interpretación que hace nuestro cerebro a partir de los estímulos externos (o internos) recibidos por nuestros órganos de los sentidos. Requiere un procesamiento activo de la persona y también está determinado por nuestras experiencias, emociones… Muy a grandes rasgos, el proceso podría resumirse de la siguiente manera:

1. Un estímulo es captado por nuestros órganos sensoriales. Los receptores convierten esa información en potenciales de acción y de ahí pasa a las áreas de procesamiento primario donde ya se obtiene información del estímulo.

2. De ahí, la información pasa a un “sistema de reconocimiento de objetos” que funciona como un archivo en el que tenemos un ejemplar de cada objeto que conocemos y plantillas con sus rasgos más característicos. Este almacén nos sirve para comparar lo que estamos procesando, con todos los ejemplares que ya tenemos almacenados.

3. Con toda esa información, y muy rápidamente (en milésimas de segundo) ya somos capaces de identificar lo que estamos viendo y además podemos acceder a otras características como la funcionalidad.

¿Os suena el Doctor P? Es el famoso músico con el que Oliver Sacks comienza su libro “El hombre que confundió a su mujer con un sombrero”. Voy a transcribir varios fragmentos interesantes.
Ante una fotografía del Sáhara: “No miraba, si aquello era “mirar”, la fotografía sino el vacío y confabulaba rasgos inexistentes, como si la ausencia de rasgos diferenciados en la fotografía real le hubiesen empujado a imaginar el río, la terraza y las sombrillas de colores”. Mientras que cuando el proceso perceptivo está intacto, al ver, somos capaces de identificar lo que nos interesa y lo que no, los rasgos que perteneces a un objeto o a otro, para el Doctor P la percepción era algo caótico y desestructurado, había perdido la capacidad de integrar la información para formar un todo coherente, pero además no solo a través de la vista, sino también, al menos , a través del tacto.

El Doctor P tenía también dificultades para reconocer las caras, sus expresiones, también era incapaz de reconocer un objeto a través del tacto y presentaba heminegligencia (desatendía parte de su campo visual, incluso cuando rememoraba un espacio conocido para él).
El Doctor P construía el mundo como lo construye un ordenador, mediante rasgos distintivos y relaciones esquemáticas. Nada le parecía familiar y parecía perdido visualmente en un mundo de abstracciones.

Divisiones del Sistema Nervioso

Divisiones del Sistema Nervioso FisioAso


Queremos aportar el siguiente vídeo muy interesante, fácil de entender y básico para entender las divisiones del Sistema Nervioso, su actuación y su función, dentro de nuestro cuerpo humano. Debemos recordar que éstas divisiones no son «reales», sino son clasificaciones funcionales del Sistema Nervioso para comprender mucho mejor su intervención en nuestro organismo, qué papel desempeñan y cómo se desenvuelven, para poder optimizar el estudio de éste.

Recordemos que el Sistema Nervioso puede dividirse en tres grandes bloques, como el Sistema Nervioso Central (SNC), formado por todo el encéfalo y la médula espinal, el Sistema Nervioso Periférico (SNP), formado por los nervios espinales, y finalmente el Sistema Nervioso Autónomo (SNA), formado por otro tipo de nervios que comunican todas las vísceras, glándulas y vasos sanguíneos.

Lo curioso de éstas divisiones, es que realmente no hay una separación física o una discontinuidad entre estos tres sistemas, es decir, el encéfalo y la médula espinal están juntos, conectados, como también el resto de nervios espinales y los que conforman el SNA. Realmente la separación entre SNC y SNP es un agujero de conjunción vertebral, es una zona de paso, no una discontinuidad. Es como si la autopista A6, en su paso por el túnel del Negrón, en el Huerna, al cambiar de Comunidad Autónoma (Castilla-León a Asturias), dejara de existir un tramo de autopista para poder pasar de una región a otra.

El hecho es que ésta continuidad no es sólo anatómica (cuidado que las meninges están conectadas con las envolturas del nervio, como el perineuro, epineruo y endoneuro) o estructural, es que además existe una continuidad eléctrica, de transmisión de impulsos para poder comunicar un cerebro (por ejemplo) con la punta del dedo gordo del pie izquierdo. Esto es como si en el ejemplo anterior, la central eléctrica que ilumina la carretera del Huerna, no pudiera mandar luz al Km 35 debido a que no existe una estructura que los conectara a nivel eléctrico.

Por último, insistiendo en esa continuidad, en estos tres sistemas circulan los mismos neurotransmisores (sustancias para comunicar una neurona con la otra) excitatorios o inhibitorios, dependiendo del tipo de receptores neuronales, el tipo de mensaje que se quieran enviar o el tipo de mensaje que se quiera inhibir. Volviendo al ejemplo de la autopista, en ella circulan coches, camiones, motocicletas, dependiendo del tonelaje, velocidad o intencionalidad del viaje. Es por ello que no circulan caballos, aviones o barcos.

Para ir concluyendo, la idea de dividir el Sistema Nervioso en distintas partes para facilitar el estudio es comprensible, pero hay que tener cuidado en malinterpretarlas atribuyendo cualidades que se alejan de la realidad, y eso nos pasa mucho tanto a los estudiantes como a los profesionales que nos dedicamos al mundo de la neurología.

 

La nueva biónica que nos permite correr, escalar y bailar.

La nueva biónica que nos permite correr, escalar y bailar. FisioAso

Hugh Herr, un neurocientífico que perdió sus piernas en un accidente por congelación, el cual nunca se consideró que estaba discapacitado o «roto», sino que tenía distintas habilidades comparándose con otro ser humano. Como bien dice Hugh, las cosas son las que se rompen, no los humanos. Es por ello, que diseñó unas nuevas prótesis, las del futuro, con muchísimas particularidades que realmente las hacen diferentes a lo que habitualmente estamos acostumbrados.

La interfaz mecánica, o cómo las prótesis se unen a su cuerpo. Los tejidos inteligentes tienen un papel importantísimo aquí, puesto que dicho tejido es capaz de forma dinámica, dependiendo directamente de la presión que se aplique sobre ellos, cambiar entre rígido y suave. De ésta manera, al ir cambiando de consistencia, vuelve la prótesis lo bastante rígida y fuerte para absorber impactos, y lo bastante suave y ligera para poder desplazarse sin que tenga un excesivo peso.

La interfaz dinámica, o cómo se mueven para parecerse al máximo al hueso y a la carne, y esto lo realizan haciendo un análisis de los elementos biomecánicos durante por ejemplo, la marcha, donde el apoyo del talón en la fase de contacto, crea una rigidez en el material de tal forma que la propia prótesis utiliza una supuesta funcionalidad de los músculos (inexistentes) tibial anterior y extensores de dedos, frenando la caída del pie en esa fase. Otra función la realiza en la fase media, preparando un impulso alto para que al llegar a la fase de despegue, se genere una fuerza que pueda propulsar todo el peso de la persona para poder realizar un paso, o incluso un salto. Es exactamente la misma función que tienen los músculos de la pantorrilla, y es por eso, que la prótesis es dinámica.

La interfaz eléctrica,  cómo la prótesis se comunica con su Sistema Nervioso. A través de sensores de contracción muscular del propio muñón, envían una señal para que la propia prótesis haga un movimiento u otro, de tal manera que se llega a controlar completamente el movimiento de la prótesis. Pero no conforme con ello, realizan pequeñas intervenciones quirúrgicas uniendo esos nervios cortados con partes de la misma prótesis, llegando a sentir de nuevo, el suelo bajo sus pies. ES-PEC-TA-CU-LAR.

Echad un vistazo a todo el vídeo, porque vale mucho la pena. De hecho, al final hay más de una sorpresa emocionante, muy emocionante.

VS Ramachandran: Las neuronas que forman nuestra civilización

VS Ramachandran: Las neuronas que forman nuestra civilización FisioAso

Os queremos presentar un vídeo de una charla muy interesante de un genio investigador de la neurociencia, como es Vilayanur Ramachandran, que en este caso nos habla del descubrimiento que hizo otro grande de este campo, Giancomo Rizzolati, sobre las neuronas espejo.

Actualmente existe mucha información sobre el funcionamiento de éstas neuronas específicas y especializadas, que se activan o disparan cuando otra persona está ejecutando un movimiento que nos es familiar, a modo de imitación o emulación, como si de realidad virtual se tratara. Es decir, si alguien está rascándose, bostezando o cogiendo un vaso de agua, si una persona la está observando, la capacidad de ésta área específica del cerebro se activa, como si estuvieras dentro de la otra persona. A éste tipo de neuronas se le atribuye, por ejemplo, la capacidad empática de ponerse en la piel de otra persona, de imitar movimientos para un pronto y rápido aprendizaje, ver a alguien cómo lo tocan o simplemente el hecho de imitar conductas (como podría ser la imitación de los hábitos de los hijos a los padres), son algunas de las características que tienen las neuronas espejo para activarse.

Vilayanur nos plantea en su charla, cuán importante es, o ha sido, la activación de esas neuronas para la evolución de la civilización, como podría ser la capacidad de un ser humano imitando al otro a la hora de aprender a usar el fuego, herramientas para la caza, fabricación de esas herramientas, entre otros. Es lo que comúnmente conocemos como transferencia de conocimientos y habilidades, de tal forma que generamos generaciones más preparadas para afrontar el día a día, que depende directamente del contexto en el que nos hallemos.

Todo esto es muy relevante, puesto que el Dr. Ramachandran compara las dos hipótesis evolutivas entre Lamarck (adaptación funcional rápida al medio) y Darwin (adaptación y características de miles de años), donde el ser humano, por ejemplo, accidentalmente descubre el fuego, cualquiera de los observadores puede realizar una imitación de ese movimiento y conducta, hecho que el conocimiento se transmitiría de forma horizontal (entre los mismos seres humanos) y vertical (entre las distintas generaciones) de una manera rápida y eficaz, perpetuando así el correcto uso en un tiempo corto, mientras que si se tratara sobre el darwinismo, necesitarían miles de años para adaptar ese conocimiento.

En pocas palabras, el aprendizaje por imitación, la empatía, la capacidad de sentir que a una persona la están tocando como si fuera a ti (echad un vistazo al vídeo cuando hablan del brazo anestesiado o dolor de miembro fantasma), la consideración del propio yo, entre otras muchas cosas, se ven reflejadas en ésta aproximación exquisita de la ciencia básica a las humanidades, tal y como plantea éste monstruo de la neurociencia: V.S. Ramachandran.

 

 

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