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domingo, 6 de septiembre de 2020

¿CÓMO APRENDE EL CEREBRO?

 

La corteza cerebral en azul intenso.


Lo que se conoce como materia blanca en el cerebro, la parte interna de este, forma el cableado que conecta las distintas partes del cerebro para poder conseguir un funcionamiento óptimo de nuestra mente.

   El cerebro es una masa que pesa un poco más de un kilo. La parte de este que realiza las principales funciones se conoce como materia gris, la corteza cerebral, mide aproximadamente 3 milímetros de espesor, se encuentra muy compactada, con dobleces hacia dentro que permiten que se aumente el área de la corteza. El resto se le conoce como sustancia blanca, que está debajo de la corteza y que contiene todo el “cableado” que conecta las distintas partes de la corteza cerebral.

¿Qué son las neuronas?

   Todos hemos visto imágenes de las neuronas, son células muy peculiares, tienen un cuerpo celular, con núcleo, del cual se desprenden extensiones delgadas que sirven para conectar una de estas células con otras. Las que salen del cuerpo celular se conocen como dendritas, pero existen unas extensiones particularmente largas que pueden conectarse a neuronas a distancias mucho mayores que el tamaño de la célula. Estas extensiones se conocen como axones, la longitud promedio de una neurona puede variar de alrededor de 90 cm, aunque la mayoría de los axones alcanzan menos de 2.5 cm.

   Las neuronas se conectan entre sí por medio de uniones celulares llamadas sinapsis. Estas uniones tienen la capacidad de trasmitir el impulso eléctrico de una neurona a la siguiente por medio de señales. Esta señal viaja de las terminaciones del axón a las dendritas de la neurona siguiente.  

¿Cómo se almacenan los recuerdos, las emociones, las imágenes en nuestro cerebro?

   Se ha demostrado que las neuronas, para guardar un recuerdo, vuelve fuerte las sinapsis entre un grupo de ellas. Esto es como un circuito eléctrico que se encuentran en las computadoras. Cada vez que se tiene un recuerdo, ese grupo de neuronas, con sus uniones muy fuertes, se activan. Leer mas

   Pero resulta que fortalecer una sinapsis no puede producir un recuerdo por sí solo, excepto por los reflejos más elementales en circuitos simples. Se necesitan grandes cambios en toda la extensión del cerebro para crear una memoria coherente. Ya sea que esté recordando la conversación de anoche con los invitados a la cena o usando una habilidad adquirida como andar en bicicleta, la actividad de millones de neuronas en muchas regiones diferentes de su cerebro debe vincularse para producir una memoria coherente que entrelaza emociones, imágenes, sonidos, olores, secuencias de eventos y otras experiencias almacenadas. Debido a que el aprendizaje abarca tantos elementos de nuestras experiencias, debe incorporar diferentes mecanismos celulares más allá de los cambios que ocurren en las sinapsis. Este reconocimiento ha llevado a la búsqueda de nuevas formas de entender cómo se transmite la información, como se procesa y como se almacena en el cerebro para lograr el aprendizaje. En los últimos 10 años, los neurocientíficos se han dado cuenta de que la icónica "materia gris" que forma la superficie exterior del cerebro, no es la única parte del órgano involucrado en la inscripción de un registro permanente de hechos y eventos para su posterior recuperación y reproducción. Resulta que las áreas debajo de la superficie también juegan un papel fundamental en el aprendizaje.

   Los métodos de imágenes por resonancia magnética ahora permiten a los investigadores ver a través del cráneo de una persona y examinar la estructura del cerebro cuando se encuentra activo. Al examinar las imágenes por resonancia magnética, los investigadores comenzaron a notar diferencias en la estructura cerebral de individuos con habilidades específicas altamente desarrolladas. Los músicos, por ejemplo, tienen regiones más gruesas de corteza auditiva que los no músicos. Al principio, los investigadores supusieron que estas sutiles diferencias debían haber estado presentes desde el nacimiento y predispuesto a los clarinetistas y pianistas a sobresalir en sus habilidades. Pero la investigación posterior encontró que el aprendizaje cambia la estructura del cerebro.

   También se demostró aumentos en el volumen de materia gris en los cerebros de los estudiantes de medicina después de estudiar para un examen.

Una neurona


No sólo la corteza sufre cambios en el aprendizaje

   La conciencia surge de la corteza cerebral, por lo que esta capa de materia gris es donde la mayoría de los investigadores esperaban encontrar modificaciones inducidas por el aprendizaje. Pero debajo de la capa superficial, miles de millones de haces de axones (fibras nerviosas) muy compactos, conectan neuronas en la materia gris en forma de circuitos. Leer más

   Estos haces de fibras son de color blanco porque los axones están recubiertos con una sustancia grasa llamada mielina, que actúa como aislamiento eléctrico y aumenta la velocidad de transmisión entre 50 y 100 veces.

¿Cómo influye la mielina en el proceso de aprendizaje?

   Según avanzaron los estudios del cerebro se descubrió que, en el proceso de aprendizaje, no sólo en áreas de la corteza se sufría cambios, sino también las áreas blancas debajo de la corteza. Entonces se miró a la capa de grasa que sirve de aislante a los axones y a la cual se le llama mielina.

   El aislamiento de mielina está formado por capas de membrana celular envueltas alrededor de axones como cinta aislante. En el cerebro y la médula espinal, las células gliales en forma de pulpo (oligodendrocitos) envuelven los axones con mielina. Muchos oligodendrocitos agarran un axón y envuelven capas de mielina a su alrededor en segmentos. El pequeño espacio entre dos segmentos de mielina expone una sección de un micrón de axón desnudo donde se concentran los canales iónicos que generan impulsos eléctricos. Estos espacios, conocidos como los nodos de Ranvier, actúan como repetidores bioeléctricos para transmitir un impulso eléctrico de un nodo a otro por el axón. La velocidad de transmisión de los impulsos aumenta a medida que se envuelven más capas de mielina alrededor del axón, protegiéndolo mejor contra la pérdida de voltaje. Además, a medida que un nodo de Ranvier se aprieta con más fuerza por los segmentos de mielina adyacentes, se inicia un impulso eléctrico más rápidamente porque lleva menos tiempo cargar la cantidad más pequeña de membrana nodal al voltaje que hace que los canales iónicos se abran y generen un impulso.

 

 

Neurona

TRANSMISIÓN DE SEÑAL

   Se han logrado identificar muchos neurotransmisores y otras moléculas de señalización que transmiten a la glía la presencia de actividad eléctrica en el axón para estimular la mielinización. Se ha demostrado que cuando se activa una neurona, los neurotransmisores se liberan no solo en las sinapsis sino también a lo largo del axón. Descubrimos que los "tentáculos" de los oligodendrocitos parecidos a pulpos exploran secciones desnudas de axones en busca de neurotransmisores que se liberen de la activación de axones. Cuando un solo tentáculo toca un axón que está disparando, forma un contacto de "soldadura por puntos", que permite la comunicación entre el axón y el oligodendrocito. El oligodendrocito comienza a sintetizar mielina en ese lugar y envolverla alrededor del axón.

   Entonces, puede ser que a medida que una persona aprende a tocar una canción en el piano, los axones desnudos se envuelven con mielina o el volumen de las vainas existentes aumenta en circuitos que se activan repetidamente durante la práctica, lo que acelera el flujo de información a través de las redes cerebrales. Luego, la nueva mielina aparece en una resonancia magnética como cambios en los tractos de materia blanca en partes del cerebro que son necesarios para la interpretación musical.

   Varios laboratorios han verificado recientemente que los potenciales de señales neuronales estimulan la mielinización de estas áreas expuestas de los axones. También se demostró que cuando se evita la formación de nueva mielina, los ratones son más lentos para aprender a correr sobre una rueda sin algunos de sus peldaños.

   La mielina que ya se ha formado en los axones debe espesarse o adelgazarse de manera controlada para acelerar o frenar la transmisión de las señales.

 

https://www.scientificamerican.com/article/the-brain-learns-in-unexpected-ways/


https://www.miradaalaciencia.com/2020/08/las-redes-neuronales-nos-hacen-lo-que.html


https://www.miradaalaciencia.com/2020/08/las-redes-neuronales-nos-hacen-lo-que.html

 


lunes, 31 de agosto de 2020

LAS REDES NEURONALES NOS HACEN LO QUE SOMOS

Las conexiones del cerebro



La complejidad de las interconexiones neuronales en nuestro cerebro logra crear la sensación de la conciencia, también nos ayuda a pensar y resolver problemas. Los cientos de millones de conexiones entre las neuronas nos hacen lo que somos.

 

   Estamos tan familiarizados con las redes de comunicación, que no las podemos considerar como algo complejo. En un simple mapa carretero se ven todas las rutas que existen en una región o en un país, nos indican hacia donde nos llevan y también cómo regresar. Estas redes tienen una función vital para el país donde están las carreteras, sirven para comunicarnos y transportar mercancías y personas. Quizá la más mencionada son las redes de internet, a la cual la mayoría de las personas están conectadas.

 

¿Qué nos hace ser lo que somos?

   La neurociencia ha podido avanzar mucho a base de las neuroimágenes hechas por computadora. Las imágenes que producen nos muestran, con colores llamativos, qué partes del cerebro se activan con determinadas tareas mentales. De esta manera tenemos el lóbulo temporal, región cercana a los oídos, que tienen funciones de memoria, o el lóbulo occipital, que se encuentra en la parte posterior de la cabeza y se encarga de la vista.

   Pero las interacciones de todas las partes del cerebro nos hacen ser lo que somos. Las nuevas teorías matemáticas, aplicadas a la neurociencia, permitieron crear “grafos” (mapas de las rutas de comunicación del cerebro), que nos ayuda a entender como el frenesí de señales entre las neuronas se puede trasformar en funciones cognitivas complejas, como pensar, recordar o tomar decisiones. Esto se basa en una creencia de que determinadas áreas del cerebro hacen funciones diferentes. Por lo tanto, lo que somos y todas nuestras actividades se deben a una red neuronal de 100 mil millones de neuronas y de 100 millones de millones de conexiones entre ellas (Sinapsis).

   Pero toda esta complejidad tiene unos lugares de reunión llamados nodos, se le puede comparar con los aeropuertos en las líneas aéreas.  Son los nodos en donde se conectan todas las rutas de esa región. En los estudios resientes se han encontrado que el cerebro tiene unos 300 nodos, que sirven de punto de unión a las redes neuronales. Las regiones se comunican entre sí por medio de las conexiones estructurales del cerebro, que las podemos comparar con un gran grupo de cables, conectan todas las áreas. Ésta se encuentra debajo de la corteza cerebral (lo que conocemos como materia gris), pero ésta es la parte blanca que es la que realiza las funciones de conexión del cerebro. Todo lo anterior ha permitido entender mejor los procesos cognitivos y atender enfermedades mentales.

 

Se puede ver la materia blanca en colores

¿Cómo interactúa el cerebro?

   En los esfuerzos de los científicos han permitido trazar un grafo (mapa) de las rutas con las cuales se interconecta las distintas partes del cerebro. El cerebro se puede comparar a una orquesta, donde cada área de éste tiene que intervenir en determinado momento para que el funcionamiento de éste sea armónico, y produzca los efectos que nos da la sensación de estar conscientes de nosotros mismos y pensando. Para que el cerebro funcione bien se tienen que activar áreas específicas para funciones específicas, el pensar lo hace el lóbulo frontal (donde se encuentra el razonamiento) y en menor grado el área temporal (donde se encuentran los recuerdos que permiten relacionar ese momento con el pasado).

   Se descubrió que existen módulos de neuronas con funciones específicas. En un estudio se realizaron 10,000 experimentos con imágenes de resonancia magnética funcional (RMf) de sujetos que llevaban a cabo 83 tareas cognitivas. Descubrieron que las diferentes actividades se realizaban por diferentes módulos cognitivos únicos.  Hay módulos que realizan la atención, la memoria y el pensamiento introspectivo, mientras que otros se dedican a la audición, el movimiento y a la visión.

 

Cada módulo funciona de forma independiente.

   No se podría traer un recuerdo solo con un nódulo de memoria, se tendría que activar otro que le de emociones a esos pensamientos, por lo tanto, los módulos tienen que actuar en conjunto dependiendo de la actividad que realicen.

 

¿Son iguales las conexiones neuronales en todos los individuos?

   En amplios estudios con miles de individuos se encontró que los patrones de conectividad cerebral cambiaban de un individuo a otro, como si fueran patrones de huellas dactilares. Las personas con conexiones de redes fuertes tienden a tener un vocabulario más amplio y muestran una inteligencia más fluida que les resulta útil para resolver nuevos problemas, y no les cuesta esperar para recibir la recompensa. En cambio, los que tienen conexiones débiles en sus módulos tienen menos capacidad intelectual, caen con facilidad en adicciones y no están satisfechos con su vida.

 

Conclusiones

   Han demostrado que durante la evolución de nuestra especie no fue el volumen de cerebro lo que permitió este proceso, aunque es importante, sino una mejora en las conexiones internas lo que llevó a un mejor funcionamiento de nuestro cerebro y, en consecuencia, dio una importante ventaja a el hombre.

 

https://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/las-redes-de-la-mente-776/de-las-redes-neuronales-a-la-mente-17783

 

https://www.miradaalaciencia.com/2020/08/la-plasticidad-cerebral-y-las-uniones.html

 

domingo, 23 de agosto de 2020

¿CÓMO EL CEREBRAL ALMACENA LA INFORMACIÓN?

 


 

La plasticidad cerebral se refiere a la capacidad del sistema nervioso para cambiar su estructura y su funcionamiento a lo largo de su vida, como reacción a la diversidad del entorno. La neuroplasticidad permite a las neuronas regenerarse tanto anatómica como funcionalmente y formar nuevas conexiones sinápticas.

 

¿Cómo el cerebro realiza su trabajo?

   Una de las mejores analogías de las neuronas y el cerebro es compararlo con una computadora. Ésta puede realizar operaciones matemáticas, almacenar información y hacer comparaciones rápidamente. Para llevar a cabo estos procesos se basa en las conexiones que existen en los circuitos eléctricos, que con una simple operación de apagado o encendido (0,1) en una de los millones de líneas que se interconectan entre sí pueden realizar estas funciones.

   Un circuito integrado son líneas de cobre impresas en una plantilla de silicio que se interconectan entre sí, cuando se pasa corriente se dice que la información que tiene es 1, cuando no tiene corriente es 0. De esta manera, con paneles de circuitos impreso con millones de conexiones pueden procesar la información.  

 

¿Cómo reacciona el cerebro a los daños?   

   De una manera parecida el cerebro puede realizar sus funciones, pero en lugar de circuitos detallados y ordenados (como los computadores), tiene neuronas que se unen entre sí, estas conexiones crean los circuitos que realizan todas las actividades necesarias del cerebro, desde coordinar la caminata, hasta almacenar recuerdos viejos.

   Una de las diferencias importantes es que cuando uno de los miles de cables impresos en el circuito se daña, se tiene que cambiar la pieza, y las computadoras se vuelven obsoletas con el paso de los años. En el caso del cerebro, si un circuito neuronal recibe algún daño, por drogas o golpes fuertes en la cabeza, el cerebro reconstruye la parte dañada, pero no puede reconstruir exactamente el circuito inicial.

   A esta capacidad de regenerarse del cerebro se conoce como plasticidad, y es lo que permite que nuestro cerebro pueda funcionar toda la vida.

 

¿Cómo aprendemos y resolvemos problemas?

    La plasticidad sináptica es la base celular del aprendizaje y la memoria, estas funciones se almacenan en las sinapsis (uniones) de las neuronas, y cada vez que aprendemos alguna actividad o datos, nuevas sinapsis se hacen en el cerebro. Cuando olvidamos algo, de la memoria o de las actividades motoras, algunas sinapsis se han roto.

   En el cerebro de los roedores, los recuerdos están codificados por poblaciones relativamente pequeñas de neuronas, cuya activación es necesaria y suficiente para mantener la memoria. Las conexiones sinápticas entre neuronas que forman parte de un engrama de memoria (Engrama es un conjunto de neuronas unidas entre sí para realizar una función) son más comunes y más fuertes que las conexiones con neuronas que no forman parte del engrama. El fortalecimiento de las sinapsis mediante mecanismos de plasticidad sináptica contribuye tanto a la formación de engramas de memoria como a su reactivación durante la recuperación de la memoria.

 

Son la sinapsis y sus uniones las que guardan la memoria

   En estudios recientes, principalmente con animales, y con partes de cerebros extirpados de pacientes con epilepsia y con cáncer cerebral, se ha encontrado que estas sinapsis (uniones entre neuronas) son más fuertes entre engrama de neuronas que guardan un recuerdo, que entre las neuronas que no realizan una función entre ellas.

    Se sabe que los recuerdos son procesados y almacenados en el hipocampo, una estructura en la parte base del cerebro. Y que constantemente está almacenando los recuerdos y procesándolos para enviarlos a la corteza cerebral y, en base a ellos, se puede tomar decisiones y hacer cálculos.

   Es esta plasticidad de reparación y de mantenimiento de las conexiones neuronales lo que le da al cerebro su gran capacidad.

 

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959438818300692

 

http://www.miradaalaciencia.com/2020/06/por-que-olvidamos.html

 

http://www.miradaalaciencia.com/2020/05/como-almacenamos-recuerdos.html

sábado, 15 de agosto de 2020

BUSCANDO LA INCONSCIENCIA EN EL CEREBRO

 

La inconsciencia es muy importante


 

Sentimos que tenemos las cosas bajo control cuando resolvemos rompecabezas o leemos, pero un experimento reciente muestra que ocurren muchas cosas bajo la superficie de nuestras mentes conscientes y según una reciente investigación éste puede contribuir a tomar mejores decisiones que la reflexión profunda.

. Debemos definir inconsciencia: es un estado activo del ser humano en la cual tiene reacciones o pensamientos que no están dirigidos por un razonamiento claro, la cual juega un papel muy importante en los procesos del pensamiento. Resolver el problema de la conciencia sigue siendo uno de los mayores desafíos de la ciencia moderna. Un paso clave hacia la comprensión de la conciencia es buscarla por medio de experimentos específicos para encontrar los procesos neuronales asociados con la experiencia emocional del mundo.

   Si meneo los dedos, se mueven adelante y atrás en un complejo patrón que no pensaba hacer de forma consciente, pero que fue puesto en marcha por mi subconsciente.

   Para desentrañar estos Correlatos Neuronales de la Conciencia (NCC), esto es: el conjunto mínimo de procesos neuronales que en conjunto sean suficientes para la experiencia consciente de un hecho o pensamiento dado.  Una estrategia científica común es comparar lo que perciben los individuos en condiciones normales, y cuando no está consciente de lo que ve. Y, así, determinar diferencias en las mediciones de la actividad cerebral (las reacciones de las neuronas). Sin embargo, esta comparación no parece revelar exclusivamente el NCC, ya que éste puede confundirse con la información previa y las consecuencias del procesamiento consciente de la aplicación de la prueba.

 

¿Cómo encontrar la inconsciencia?

   Debemos recordar que para cada pensamiento, recuerdo o razonamiento que se genere por el cerebro humano, se tiene un cierto número de neuronas entrelazadas, a manera de circuito electrónico, que almacenan recuerdos, analizan diferentes situaciones y toman decisiones en la vida. Se espera que encontrando estos circuitos neuronales se pueda comprender mejor la diferencia entre la actividad consciente o inconsciente.

   Si queremos comprender el cómo y el porqué del procesamiento consciente, debemos compararlo con el procesamiento inconsciente y ver en qué se diferencian. Una creencia popular es que el subconsciente puede preparar acciones simples de estímulo-respuesta: puede llevar a cabo acciones básicas, reconocer objetos y realizar movimientos repetitivos. La cognición compleja que precisa de planear, razón lógica y combinar ideas, por otro lado, necesita pensamiento consciente.

   Pero un experimento reciente llevado a cabo por un equipo israelí va en contra de todos estos supuestos. Ran Hassin y sus colegas usaron un truco visual llamado “Supresión Continua Flash” para poner información en las mentes de los participantes sin que ellos se diesen cuenta.

   La técnica saca ventaja del hecho de que tengamos dos ojos y que nuestro cerebro tienda a formar una visión coherente del mundo con la fusión de las imágenes que capta cada uno de ellos. El proceso consiste en mostrar a los sujetos una imagen distinta para cada ojo. Mientras uno de ellos recibe una rápida sucesión de cuadrados coloreados brillantes, el otro es incapaz de asimilar la información que se le presenta.

   Debido a la distracción que suponen los cuadrados brillantes en uno de los ojos, el otro puede tardar varios segundos en entender la información que observa.

 

Figura 1


¿Qué vías recorre la inconsciencia?

   Varias técnicas para hacer inconscientes los estímulos parecen permitir su procesamiento en diferentes niveles. Por ejemplo, tenemos la ilustración de Kanizsa (Fig. 1) donde se muestran varias imágenes fragmentadas, y los espacios en blanco pueden representar otra figura.  Se encontró que el parpadeo al momento de concentrarse en la figura permitió la “aparición” de las imágenes ocultas, lo que es una de mostración de que el cerebro capta más de lo que la conciencia demuestra.  

   En otro experimento se le pidió a un sujeto de prueba a resolver ecuaciones aritméticas, por ejemplo: “9-3-4 igual a…” seguido de una presentación, claramente visible, de un número que los participantes tenían que leer en voz alta tan rápido como pudiesen. Este número bien podía ser la respuesta correcta o una respuesta incorrecta. El resultado fue que los participantes eran mucho más rápidos en leer la respuesta si esta era la correcta que si era la incorrecta. Esto demuestra que el problema había sido previamente procesado y resuelto por sus mentes, aun sin saberlo.

   El resultado de este estudio sugiere que la parte subconsciente de la mente tiene capacidades más sofisticadas que lo que mucha gente pensaba en un principio. Al contrario que otros estudios de procesos no conscientes, esto no era una respuesta automática a un estímulo, sino que requería una respuesta precisa dictada por las reglas de la aritmética, algo que asumimos solo podría darse de forma deliberada.

   El estudio afirma que la técnica usada puede cambiar de forma profunda el estudio del subconsciente y asegura que “el subconsciente puede llevar a cabo todos los procesos fundamentales y básicos que realiza la mente consciente”. Esta afirmación es poderosa y los autores reconocen que todavía queda mucho recorrido por hacer en el campo de nuestro subconsciente. La mayor parte de las operaciones que realiza nuestra mente ocurren de manera “secreta”.

 

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2020.00260/full

 

 https://www.elportaldelasalud.com/tag/supresion-continua-flash/

domingo, 9 de agosto de 2020

EL EJERCICIO HACE QUE SURJAN NUEVAS NEURONAS EN EL CEREBRO

 


Durante décadas se pensó que cada individuo nacía con un cierto número de neuronas y que estas iban disminuyendo según pasaban los años. Pero en la década de los noventas esa idea antigua tuvo que ser desechada.

   La idea de que los músculos o el cerebro no producía células nuevas durante la vida es de principios del siglo pasado. Pero las evidencias que surgieron durante la década de los noventas se fueron acumulando hasta que quedó demostrado que el cerebro si producía nuevas neuronas.

   En su lugar aparecieron nuevas ideas, algunas de ellas sorprendentes, como que el ejercicio podía estimular el nacimiento de neuronas. En un experimento sorprendente los científicos demostraron que, al colocar una rueda para correr en la jaula de ratones de laboratorio, estos se ejercitaban y podían generar nuevas neuronas en el área del hipocampo, la cual esta relacionado con la memoria. Desde entonces han surgido nuevas pruebas de que el ejercicio ejerce efectos positivos en el cerebro, sobre todo en la vejez alejando problemas como el Alzhéiner.

 

¿Por qué el ejercicio puede ayudar al cerebro?

   La actividad física mejora el funcionamiento de nuestros órganos, pero los efectos se relacionan con la mejora de la condición física y no con otras actividades. Por ejemplo, cuando caminamos o corremos nuestros músculos necesitan más oxígeno y el cuerpo responde agrandando el corazón y creando nuevos vasos sanguíneos. Estos cambios físicos pueden a su vez mejorar nuestra resistencia. Pero también existe una mejora en nuestra memoria, en el hipocampo, y nuestra capacidad de tomar decisiones, en nuestra corteza frontal.

 

¿Cómo surgió esta relación entre los ejercicios aeróbicos y la cognición?

   Los expertos lo relacionan con nuestro proceso evolutivo, cuando nuestros antepasados dejaron de ser cuadrúpedos a volverse bípedos, hace unos 6 o 7 mil millones de años. La actividad de desplazarse en dos piernas le dio más actividad a su cerebro, en ese momento, de hecho, el mantenerse en equilibrio y coordinar el movimiento de las piernas exigen mucho esfuerzo a nuestros cerebros. A la larga esa postura terminó favoreciendo a los que mejor usaban su inteligencia.

   La actividad de recolectores y cazadores, que se trasformó necesaria cuando el clima se volvió más frío y desaparecieron los bosques, exigía que recorrieran áreas de terreno más grande, colocando más carga en los cerebros de nuestros antepasados. En esos momentos tenían que reconocer el paisaje, tener buena memoria para recordar dónde estaban los lugares con agua, y donde pastaban los animales para la cacería.

   La inteligencia y la cacería los llevaron a crear herramientas y les exigió gran esfuerzo físico para perseguir a sus presas por largas distancias. En esos momentos, no sólo tenía que controlar el equilibrio y el movimiento de sus piernas, así también tenía que reconocer el paisaje y recordar como regresar con el resto de la tribu.

 

¿Cómo quedó relacionado el esfuerzo físico con la capacidad cognitiva?

   Los especialistas en este ramo consideran que la actividad física aeróbica y la cognición están relacionadas. El ejercicio conlleva cambios benéficos en el cerebro adulto, como la formación de nuevas neuronas y más conexiones entre las neuronas ya existentes. Una de las formas en las que parece que la actividad física induce esta neuroplasticidad es mediante el incremento de la producción de una proteína llamada factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF, por sus siglas en inglés), que fomentan el crecimiento y supervivencia neuronales.  El ejercicio cognitivo exigente puede aumentar la neuroplasticidad al hacer funcionar las vías fisiológicas existentes entre el cuerpo y el cerebro, heredado de nuestro pasado de cazadores-recolectores, quienes tenían que realizar diversas tareas cognitivas simultáneas para encontrar alimentos.

 

¿Cómo el ejercicio mejora nuestra cognición?

   En la década de los noventas se demostró que, en ratones, correr aumenta el nacimiento de neuronas en el hipocampo, y encontraron que este proceso iba unido a las proteínas BDNF. Estas proteínas, que se producen en todo el cuerpo y en el cerebro, fomentan el crecimiento y la supervivencia de las neuronas nuevas. Después demostraron que este incremento en las neuronas aumenta la capacidad de memoria en los roedores. Los resultados fueron muy positivos y de inmediato pensaron en los problemas de Alzhéiner.

   Después demostraron que, en los humanos, el ejercicio aeróbico induce la producción de BDNF y aumenta la estructura (el tamaño y la conectividad) de algunas áreas fundamentales del cerebro, entre ellas el hipocampo.

   En un estudio de 7 mil personas demostraron que los individuos que pasaban más tiempo practicando ejercicio de moderado a enérgico poseían un hipocampo más voluminoso. También se han hallado vínculos claros entre el ejercicio aeróbico y mejoras en las partes del cerebro, incluida una expansión de la corteza prefrontal. Esto aumenta las funciones cognitivas ejecutivas, las cuales tienen que ver con la planificación, la toma de decisiones y la realización de múltiples tareas simultáneas.

 

El ejercicio y el pensamiento

   Cada vez más investigadores creen que un ejercicio que estimula la cognición beneficiará más al cerebro que uno que no comporte exigencias cognitivas. Para esto compararon dos grupos, midiendo la supervivencia de neuronas nuevas en el hipocampo, de ratones, uno que sólo hizo ejercicio, y otro que además del ejercicio afrontó problemas de inteligencia y memoria.

   Descubrieron un efecto acumulativo: el ejercicio por si solo era bueno para el hipocampo, pero, al combinarlo con tareas cognitivas en un entorno estimulante, el resultado era incluso mejor y daba lugar a más neuronas nuevas. Utilizando el cerebro durante y después del ejercicio parecía desencadenar una mejoría en la supervivencia neuronal.

   El ejercicio es bueno, pero hacerlo mientras afrontamos problemas cognoscitivos puede ser de gran ayuda para nuestra inteligencia y nuestro cerebro.

 

 https://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/por-qu-estamos-solos-792/por-qu-necesita-el-cerebro-que-hagamos-ejercicio-18335

viernes, 3 de julio de 2020

CONSCIENTE O INCONSCIENTE


Un elevado porcentaje de personas que se encuentran en inconsciencia por accidentes muestran una actividad importante en el cerebro, demostrando cierto nivel de conciencia.

 

¿Qué es la conciencia?

   La conciencia es el ser y estar de un momento. Quién somos, dónde estamos y hacia dónde nos dirigimos son las preguntas que nos planteamos ocasionalmente en nuestra vida. Esto nos da una identidad personal y nos ayuda a entender lo que hemos sido y que esperamos del futuro.

   En ocasiones no somos “consientes”, en algunos momentos del sueño y en caso de accidentes fuertes, o cuando estamos bajo anestesia. En esos momentos se supone que no podemos experimentar emociones ni sensaciones.

 

La conciencia escondida

   Se ha descubierto que muchas personas, cuando se considera que la inconsciencia es completa, que el cerebro no recibe señales, experimentan algún grado de conciencia.

   Las técnicas que se están desarrollando para medir la actividad del cerebro permiten a los científicos entender mejor lo que es la conciencia, cómo se forma en el cerebro y dónde se encuentran los límites entre ser consciente e inconsciente. Y a medida que mejora nuestra comprensión de la conciencia, algunos investigadores comienzan a desarrollar estrategias para su manipulación, con la posibilidad de tratar lesiones cerebrales, fobias y afecciones de salud mental como el trastorno de estrés postraumático (TEPT) y la esquizofrenia.

   La conciencia a menudo se describe como la experiencia subjetiva de la mente. Mientras que un robot básico puede detectar inconscientemente condiciones como el color, la temperatura o el sonido, la conciencia describe el sentimiento y sensaciones asociado con esas percepciones, junto con los procesos más profundos de reflexión, comunicación y pensamiento.

 

Las nuevas herramientas para entender la conciencia

   Finalmente, científicos prominentes decidieron abordar la conciencia, lo que marcó el comienzo de un cambio de pensamiento que surgió en la década de 1990, impulsado por la creciente disponibilidad de tecnologías de escaneo cerebral como la resonancia magnética funcional (fMRI) y la electroencefalografía (EEG). En este punto, los científicos finalmente se embarcaron en una búsqueda importante de los mecanismos en el cerebro que están asociados con el procesamiento consciente de la información.

   Siguió una sucesión de avances, incluido el caso de una mujer de 23 años que sufrió una grave lesión cerebral en un accidente automovilístico en julio de 2005, que la dejó en un estado de falta de respuesta, también conocida como alerta inconsciente. Podía abrir los ojos y exhibir ciclos de sueño y vigilia, pero no respondió a las órdenes ni mostró signos de movimiento voluntario. Todavía no respondía cinco meses después. En un estudio único en su tipo observaron a la mujer usando fMRI mientras le daban una serie de comandos verbales. Cuando el equipo le pidió que imaginara jugar al tenis, observaron actividad en una parte de su cerebro llamada área motora suplementaria. Cuando le pidieron que imaginara caminar por su casa, la actividad aumentó en tres áreas del cerebro que están asociadas con el movimiento y la memoria. Los investigadores observaron los mismos patrones en voluntarios sanos que recibieron instrucciones idénticas.

   El hallazgo de que algunas personas en coma muestran signos de conciencia fue transformador para la neurociencia. Esto sugirió que algunas personas podían entender el habla y posiblemente comunicarse, incluso cuando parecían no responder a los médicos y familiares.

 

La conciencia existe en personas inconscientes

   Los descubrimientos anteriores despertaron el interés general y las investigaciones de personas con lesiones cerebrales han ofrecido más evidencia de que la conciencia es detectable en hasta un 10-20% de las personas que no responden. En 2010, un estudio usó fMRI para monitorear los cerebros de 54 personas en Bélgica y el Reino Unido con lesiones cerebrales graves. Cinco mostraron signos de respuesta cerebral cuando se les indicó que imaginaran jugar al tenis o caminar por su casa o ciudad, un protocolo similar al establecido en investigación ya mencionada de cinco años antes. Dos de esas cinco personas no demostraron ninguna conciencia en las evaluaciones convencionales para saber si tenían algún tipo de conciencia.

 

Nuevas estrategias

  Los científicos también han comenzado a probar formas de detectar la conciencia sin la necesidad de dar instrucciones verbales a las personas. En una serie de estudios que comenzaron en 2013, han utilizado la estimulación magnética transcraneal (TMS) para crear 'ecos' eléctricos en el cerebro que pueden grabarse mediante EEG. La técnica es similar a golpear el cerebro, de la misma manera que una persona podría golpear una pared para medir su grosor. Mientras una persona está bajo anestesia general, o en un sueño sin sueños, los ecos que se producen son simples. Pero en el cerebro consciente, los ecos son complejos y se extienden ampliamente sobre la superficie de la corteza cerebral (la capa externa del cerebro). El trabajo podría eventualmente conducir a una herramienta que sea capaz de detectar la conciencia incluso en personas que no pueden ver, oír o responder a órdenes verbales.

 

La conciencia con anestesia

   Cada año, decenas de miles de personas en los Estados Unidos toman conciencia bajo anestesia general. No pueden moverse ni hablar, pero pueden escuchar voces o ruidos de equipo, y sentir dolor. La experiencia puede ser traumática y está llena de ramificaciones éticas y legales para los médicos que las atienden. Algunos científicos están trabajando para promover pautas para comunicarse con pacientes que no responden, así como formas de buscar signos de incomodidad en esas personas.

  Por medio de la aplicación de las técnicas anteriores y de nuevas herramientas, se trata de medir el grado de conciencia de una persona bajo anestesia que pudiera estar sintiendo dolor en una cirugía. Esto sería una preocupación menos en los quirófanos, donde se realizan muchas operaciones.

 

Resultados

   Los intentos de intervención están en progreso, y las personas con lesiones cerebrales podrían estar entre las primeras en beneficiarse. Sobre la base de una investigación que señala que el tálamo desempeña un papel importante en la conciencia, por ejemplo, han estado experimentando con una técnica no invasiva que usa ultrasonido para estimular esa región del cerebro en personas con daño cerebral.

   Realizaron su prueba inicial del procedimiento en un hombre de 25 años que estaba en coma después de un accidente automovilístico 19 días antes. En 3 días, el hombre recuperó su capacidad de comprender el lenguaje, responder a las órdenes y responder sí, a preguntas con gestos en la cabeza. Cinco días después, estaba tratando de caminar.

   


https://www.nature.com/articles/d41586-019-02207-1


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