El hallazgo ayudará a definir la ubicación de la memoria en el cerebro humano
Cuando experimentamos un suceso novedoso, el cerebro crea un recuerdo sobre él, mediante la alteración de las conexiones entre las células cerebrales o neuronas. Este proceso requiere de la activación de numerosos genes presentes en dichas células. Científicos del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), de Estados Unidos, han identificado un gen que controla y desencadena este complejo proceso. El hallazgo resulta importante porque podría ayudar a definir la ubicación de la memoria en el cerebro. Por Yaiza Martínez.
Cuando experimentamos un suceso novedoso, el cerebro crea un recuerdo sobre él, mediante la alteración de las conexiones entre las células cerebrales o neuronas. Este proceso requiere de la activación de numerosos genes presentes en dichas células. Científicos del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), de Estados Unidos, han identificado ahora un gen que podría ser el controlador y el desencadenante de este complejo proceso.
este descubrimiento no sólo revela los mecanismos moleculares subyacentes a la formación de recuerdos sino que, además, podría ayudar a los neurocientíficos a definir una localización más exacta de la memoria en el cerebro.
Hasta ahora, lo que se sabe a este respecto es que en el cerebro no existe un único lugar físico para la memoria. Esta capacidad parece estar diseminada de hecho por distintas localizaciones especializadas. Mientras en algunas regiones del córtex temporalse almacenarían los recuerdos de nuestra más tierna infancia, el significado de las palabras estaría guardado en la región central del hemisferio derecho y los datos de aprendizaje en el córtex parieto-temporal. Por otra parte, muchos de nuestros automatismos (acciones no conscientes o voluntarias) están almacenados en el cerebelo.
Estudio de un gen y de un tipo de recuerdos concretos
Los científicos del MIT, dirigidos por la investigadora Yingxi Lin, miembro del McGovern Institute for Brain Research de dicho Instituto, centraron su estudio en un gen concreto: el Npas4, cuya activación se produce inmediatamente después de nuevas experiencias, según han demostrado estudios anteriores.
Este gen está particularmente activo en el hipocampo, una estructura del cerebro que resulta esencial para la formación de la llamada memoria a largo plazo (MLP), que es un tipo de memoria que almacena recuerdos por un plazo de tiempo que puede prolongarse desde unos pocos días hasta décadas, sin que se le presuponga límite alguno de capacidad o duración.
Lin y sus colaboradores descubrieron que el Npas4 pone en marcha otros genes que modifican las conexiones de las células cerebrales, mediante el ajuste de la fuerza de las sinapsis o conexiones entre neuronas. La formación de la memoria dependería de esta modificación.
Para investigar los mecanismos genéticos que generan los recuerdos, los científicos se centraron además en un tipo de aprendizaje concreto, conocido como condicionamiento del miedo.
Lo hicieron con ratones: a éstos se les suministró una carga eléctrica suave cuando entraban en una cámara específica. En unos minutos, los ratones aprendieron a temer dicha cámara, y la siguiente vez que entraron en ella, se quedaron paralizados.
Genética subyacente al aprendizaje
Los investigadores comprobaron que el gen Npas4 se activaba muy al inicio de la experiencia de condicionamiento. Según Lin, “esto distingue al Npas4 de otros genes reguladores de actividad. Muchos de estos genes son activados por diversos tipos de estimulaciones, pero no están relacionados específicamente con el aprendizaje”.
Además, los científicos descubrieron que la activación del Npas4 se producía sobre todo en la región CA3 del hipocampo, que ya se sabía que está implicada en el aprendizaje rápido. Este aprendizaje depende de la mayor o menor presencia de espinas dendríticas (prolongaciones de las dendritas o ramificaciones de las neuronas donde se producen las sinapsis) en las neuronas de esta región.
Los investigadores explican que el Npas4 sería el desencadenante inicial que activaría el resto de puntos implicados en la modificación de las sinapsis, para dar lugar a cualquier recuerdo. Y lo hace de la siguiente forma.
Como el Npas4 es un factor de transcripción, provoca que una enzima llamada ARN polimerasa II se una a secuencias promotoras de la expresión génica, activando los genes que posibilitan las modificaciones sinápticas que a su vez generan los recuerdos.
Kartik Ramamoorthi, otro de los autores del estudio, comenta: “El Npas4 suministra una señal de instrucción. Le comunica a la polimerasa que se una a ciertos genes. Sin él, la ARN polimerasa II no sabría a donde ir. Simplemente, se quedaría flotando alrededor del núcleo de las células”.
Por tanto, situado en el sitio justo del cerebro, el Npas4 activa el resto de genes necesarios para el proceso de modificación sináptica que da lugar a la memoria. Hasta ahora, los científicos han podido identificar sólo unos cuantos de los genes regulados por el Npas4 en este proceso, pero sospechan que debe haber cientos de genes más.
A la caza de la memoria
Como parte de su investigación, Lin y sus colaboradores bloquearon el gen Npas4 de los ratones para ver qué ocurría. Descubrieron que, en este caso, los animales no podían recordar el condicionamiento del miedo.
Pero este efecto sólo se produjo al bloquear el Npas4 de la región CA3 del hipocampo. El bloqueo en otras partes del hipocampo no produjo el mismo efecto, matizan los científicos.
Por otra parte, aunque Lin y su equipo han centrado su estudio en el condicionamiento del miedo, los investigadores creen que el Npas4 podría resultar clave en otros tipos de aprendizaje.
Por eso, consideran que un importante paso futuro dentro de su estudio será identificar más genes controlados por el Npas4. Esta identificación podría arrojar más luz sobre el papel de este gen en la formación de recuerdos.
Los científicos planean asimismo analizar si las mismas neuronas que se Factivan por mediación del Npas4 cuando son formados los recuerdos también se activan cuando se recupera la memoria. Este punto podría ayudar a definir con exactitud qué neuronas están implicadas en el almacenamiento de recuerdos particulares.
Según Ramamoorthy: “Vamos a la caza de la memoria, y creemos que podemos usar el Npas4 para definir dónde ésta se encuentra (dentro del cerebro)”. Los resultados de la investigación han aparecido publicados en Science.
Científicos del departamento siberiano de la Academia de la Ciencias de Rusia han hallado en el permafrost (supericie congelada permanente) de la República de Sajá, noreste de Siberia, una bacteria que sobrevive a una temperatura de tan solo cinco grados centígrados. Según los análisis preliminares, este extraño organismo, denominado bacteria Bacillius F, quedó “atrasado” en su desarrollo respecto de los microorganismos modernos en tres millones de años.
Los científicos suponen que estas bacterias poseen un mecanismo especial de supervivencia que les permite existir y reproducirse en la capa densa de la supercicie congelada. Tras el inesperado hallazgo los investigadores rusos decidieron probar el efecto de la nueva bacteria en roedores de laboratorio.
Según explicó la colaboradora del Instituto de la biología química y la medicina fundamental, Nadezhda Mirónova, estas bacterias destacan por la estructura de su pared celular y por ciertas proteínas que posee y que son diferentes de las bacterias modernas.
Los científicos creen que, gracias a estas peculiaridades, las bacterias, introducidas en los organismos de los ratones, podrían causar una respuesta inmunológica más fuerte o específica. Sin embargo, el resultado fue bastante sorprendente: los animales recibieron una especie de 'vacuna contra la vejez'.
Resultó que los ratones a los que inocularon la bacteria se encontraron en mucho mejor estado que aquellos que no recibieron el preparado con las bacterias enigmáticas. Más aún, los animales tratados con el organismo vivieron más que sus compañeros del grupo de control: su longevidad se prolongó de 589 días a 897 días, es decir, aumentó en una vez y media.
De esta forma, el hombre podría llegar a vivir entre 35 y 40 años más, superando con facilidad el umbral de los cien años, si se lograra crear un preparado a base de estas bacterias siberianas que generase efectos parecidos.
“Ya se ha comprobado que las inyecciones de Bacillius F influyeron positivamente en el bienestar de los animales viejos”, se indica en un comunicado de prensa emitido por los académicos. En particular, constatan que la inyección provoca el aumento en el organismo de dos sustancias, el glutamato y el taurino, que ejercen funciones de regulación inmunológica e influyen en la longevidad de las células.
Además, los roedores inyectados con el preparado de Bacillius F desarrollaron ceguera senil con mucha menos frecuencia que otros ratones. Sin embargo, las inyecciones no influyen en el desarrollo de los tumores. "[La bacteria] no es una panacea", aclaran los autores del descubrimiento. Los científicos recalcan que estos son sólo resultados preliminares, y que se requieren una comprobación exhaustiva con más experimentos.
Tras analizar el ADN de todas las especies de arañas que tejen telas en espiral el grupo de Miquel A. Arnedo, del Instituto de Investigación de la Biodiversidad de la Universidad de Barcelona, ha reescrito un capítulo de la historia de estos artrópodos.
MÓNICA G. SALOMONE
Ejemplo tela orbicular típica.- GUSTAVO HORMIGA
Las arañas son uno de los productos más exitosos de la evolución. Existen desde hace 380 millones de años y pueblan hoy todos los continentes. Son grandes depredadoras y están entre los artrópodos más biodiversos, con 110 familias que se subdividen a su vez en unas 40.000 especies. De ellas apenas unas miles tejen telas en espiral, pero son estas autoras de las telarañas llamadas orbiculares las que han centrado la investigación de Miquel A. Arnedo y sus colegas.
Las telas en espiral son un invento evolutivo de hace 230 millones de años. Y hay algo curioso en el registro fósil: unos 60 millones de años más tarde se observa una gran explosión en la diversidad de las arañas tejedoras de estas telas. ¿Por qué? La respuesta tradicional es que la variedad de telas en espiral aumentó cuando lo hizo también la diversidad de los insectos voladores; un caso típico de coevolución.
Arnedo y sus colegas abordaron la cuestión usando por primera vez sólo datos moleculares, y no de morfología. Buscaron en las bases de datos el ADN de todas las especies de tejedoras de orbiculares, y analizaron en ellas seis genes precisos. Usando relojes moleculares -que se basan en una tasa de mutación estable para estimar cuándo se produce la diversificación-, los investigadores reconstruyeron el árbol evolutivo de estas telas y de sus creadoras, y concluyeron que la diversificación de las telas es unos cien millones de años anterior a la diversificación de los insectos.
Entonces, ¿por qué esa repentina(relativamente) riqueza en la variedad de orbiculares? Para Arnedo la razón principal está en la búsqueda de nuevos hábitats: "La abundancia de presas y la complejidad estructural del hábitat son factores que han tenido un papel más importante que el de la diversificación de la presa", explica. "Las arañas son depredadores generalistas, comen de todo, así que su estrategia ha sido conquistar cuantos más hábitats mejor, para no competir por recursos". Así, hay arañas cuyas telas están pensadas para estar a ras de suelo, otras entre la vegetación...
Pero aún hay más. El árbol que resulta de los datos moleculares muestra que todas las telas orbiculares tienen un origen común; no aparecieron de forma independiente en la evolución, como algunas hipótesis sugerían.
Las primeras telas en espiral atrapaban a sus presas haciendo que se enredaran en ellas, porque estaban hechas de una seda más fina y esponjosa. Pero después surgió una solución que ha dado muy buen resultado, porque ha acabado siendo la predominante en las orbiculares: las telas pegajosas, en las que la seda tiene una sustancia que se adhiere químicamente a las patas de las presas. Hoy conviven las sedas enganchosas y las pegajosas, aunque las primeras las usan sólo unos cientos de especies y las segundas, unas 20.000.
Los investigadores constatan también que la evolución de las telas no sigue en absoluto una tendencia a la complejidad.
Muchas de las telarañas más modernas son también más simples; lo que impulsa el cambio es, de nuevo, la adaptación al hábitat: "las arañas usan las fibras de seda para elaborar sus capullos y telarañas, respectivamente.”
El trabajo, publicado recientemente en la revista Proceedings of the Royal Society B,incluye la muestra taxonómica más completa que se haya estudiado hasta el momento, en cuanto al número de especies de arañas y familias representadas.
Estudios indican que quienes ríen de su propia condición, anticipándose a los demás, socializan mejor
EL NACIONAL / GDA | El Universal
Estudio arrojó que las mujeres se sienten más atraídas por hombres que se ríen de si mismos (Foto: ARCHIVO EL UNIVERSAL )
El acto de reír es una buena herramienta para aumentar la autoestima y contribuye a mantener la salud física y mental, las personas con índices de inteligencia más altos suelen tener mejor sentido del humor, según un estudio hecho por investigadores de la Universidad de Nuevo México.
Otros estudios indican que quienes ríen de su propia condición, anticipándose a la risa de los demás, socializan mejor.
La risa, esa característica humana que ha estado presente en todas las épocas y culturas, no sólo es una de las aliadas más grandes de la salud física y mental; a quien es dueño de una risa genuina se le atribuyen, también, rasgos que llegan a ser deseados por muchos.
Reír es un acto ligado al sentido del humor y a la capacidad de mantenerlo, incluso en la adversidad. En un trabajo publicado en Evolutionary Psychology se investigó qué tipo de sentido del humor resultaba más atractivo a la gente, y encontraron una inesperada conclusión: a las mujeres, especialmente, les resultan muy atractivos los hombres que se ríen de sí mismos.
Claro está que como la sociedad actual pondera la seriedad, no es raro que la gente tema que darle rienda suelta a su sentido del humor sea juzgado de manera negativa. De acuerdo con la psiquiatra Olga Albornoz, eso explica el hecho de que la gente sienta temor a hacer el ridículo. El miedo a ser blanco de burlas o a hacer algo inconveniente delante de los demás les gana a muchas personas, así que prefieren cohibirse, dice.
En eso coincide el psiquiatra Rodrigo Córdoba, que asegura que quien teme a quedar mal ante los demás renuncia a ser fiel a sí mismo y autocensura las iniciativas que le vienen de adentro: El problema es que termina viendo con amargura cómo muchas palabras, acciones o ideas que se abstiene de expresar, sí son manifestadas abiertamente por otros.
Ambos especialistas consideran que el humor sano, en el que la persona se convierte en su propio protagonista, es una gran herramienta para fortalecer la autoestima.
Ni provoca explosiones en las gasolineras ni hace que los aviones se estrellen. La compañía filandesa aclara las dudas a los más temerosos
EP / MADRID
Nokia ha querido compartir con los usuarios la aclaración de ocho mitos, que asegura que son falsos, sobre el uso de móviles. La compañía ha tratado algunos de los temas más polémicos del uso de móviles en espacios como gasolineras o aviones, además de ciertos rumores sobre el uso de la batería o enfermedades relacionadas con los teléfonos.
La telefonía móvil se ha convertido en una tecnología tan cotidiana que a veces los usuarios olvidan que es bastante reciente. Realmente los móviles se han popularizado y su tecnología se ha desarrollado a un ritmo frenético en la última década. Al ser una tecnología bastante reciente, todavía se experimenta sobre sus usos, lo que ha provocado que en varias ocasiones se hayan generado rumores o mitos sobre sus usos.
Nokia, uno de las fabricantes más conocidos del mundo móvil, ha querido comentar ocho de estos mitos que, a su juicio, se han ido consolidando pero que son totalmente falsos. La compañía ha hecho un repaso a algunas de las historias más popularesdel mundo móvil para terminar con las ideas, a su juicio equivocadas, relacionadas con los móviles.
1- Incendios en gasolineras:
El primer mito que Nokia ha negado categóricamente es el que asegura que el uso de un teléfono móvil en una gasolinera puede causar un incendio. Sobre este mito, Nokia ha explicado en su blog Nokia Connects que "nunca hasta la fecha ha sucedido". Según Nokia, es falso que los móviles puedan provocar un incendio en las gasolineras.
Para confirmar su tesis, Nokia ha citado al portavoz del Instituto Americano del Petróleo, Robert Renkes, que ha comentado: "no hemos encontrado a ningún teléfono móvil responsable de ningún incendio desde el inicio de la humanidad". Además, Nokia ha publicado un vídeo del programa Cazadores de Mitosen el que desmontaban ese rumor sobre el uso de teléfonos móviles.
2- Ya no progresarán más:
Nokia ha desmentido la idea de que la tecnología móvil ya ha llegado al máximo de su evolución. La compañía ha explicado que esto es totalmente falso y ha asegurado que la evolución seguirá produciéndose.
Además, Nokia ha afirmado que se evolucionará incluso "más rápido que hace cinco años". Según la compañía, siempre han existido mentalidades conservadoras que no creen posible más innovación.
Como ejemplo, Nokia ha citado al responsable de la Oficina de Patentes de Estados Unidos de 1899, Charles H. Duell, que aseguró que "todo lo que podía ser inventado ya había sido inventado".
3- Puede hacer que un avión se estrelle:
En tercer lugar, Nokia ha valorado como un rumor la idea de que el uso de móviles puede causar la colisión de los aviones. La compañía finlandesa ha admitido que es "un tema espinoso" porque nadie está seguro al 100 por 100 de la relación de los móviles con los aviones. Sin embargo, Nokia se ha amparado en "el consenso general de que es sumamente improbable que los móviles causen que un avión se estrelle".
Aunque Nokia ha calificado como mito esta relación de móviles y accidentes aéreos, la compañía ha especificado que "más vale prevenir que curar".
4- Provoca cáncer:
Otro tema espinoso es la relación entre la radiación de los móviles y su posible implicación en el desarrollo de cáncer en los usuarios. "Esto ha sido un tema candente en el mundo mediático porque hay una serie de opiniones contradictorias", ha comentado Nokia.
La compañía ha explicado que "la industria móvil cree que los teléfonos son seguros porque utilizan radiación ionizante, diferente de la radiación de los rayos X y del material radiactivo". Pese a ello, Nokia ha reconocido que este tema "no pude ser probado todavía", pero ha señalado que la relación entre móviles y cáncer "aún no se ha demostrado".
5- Puede abrir un coche:
El siguiente mito que Nokia ha eliminado es el que sostiene que se puede abrir un coche enviando la señal de un mando a través de un teléfono móvil. Muchos habrán oído que se pueden abrir un vehículo apuntando el control remoto a un teléfono que esté en contacto con otro dispositivo próximo al vehículo. Sin embargo, Nokia ha confirmado que "por desgracia es completamente falso".
6- La batería se reduce si se carga a diario:
Los siguientes mitos que Nokia se ha encargado de desmentir tienen que ver con la duración de la batería de los teléfonos móviles. En primer lugar, Nokia ha tratado el tema de la reducción de la batería si se recarga todos los días. Este mito es muy popular y se pude aplicar a todos los dispositivos móviles, no solo a teléfonos, que funcionan con batería.
Nokia ha matizado que en el inicio de la telefonía móvil sí podía darse este mito, pero "en las baterías de los 'smartphones' de hoy en día (al menos en los Nokia) se han subsanado esos problemas". Los materiales para la fabricación de las baterías han cambiado y además se han introducido mejoras de software para que no se pierda batería por su recarga diaria.
7- Código secreto para la batería:
Nokia ha tratado como un mito falso la extensión de la vida de la batería gracias a la introducción de un código secreto. La compañía ha bromeado sobre este aspecto. Sin embargo, lo cierto es que con la introducción de códigos no se optimiza, pero sí se puede conseguir con novedades de software que optimicen el consumo.
8- El escaso impacto de Nokia:
Nokia ha bromeado con el supuesto mito de que su impacto en el sector ha estado limitado a contadas ocasiones. En este caso, como respuesta, Nokia ha facilitado un enlace a la historia de la compañía en el que se destaca su importancia en el sector y como ha sido una compañía que se ha sabido reinventar.
En esta primera parte del vídeo, se intenta demostrar que un móvil no puede saltar por los aires una gasolinera. Cierto o no, creo que en éstas se deben apagar los móviles.
Enviando la señal de un mando a través de un teléfono móvil.
Demuestra que no se puede abrir un coche con un teléfono celular
Un experto en máxima seguridad de Ford muestra por qué el mito urbano de abrir un coche usando un teléfono celular o una pelota de tenis es totalmente absurda y preste atención a una advertencia para que usted compruebe físicamente el coche se bloquea cuando usted lo deja.
"La drogadicción es una enfermedad del cerebro que se puede tratar". Nora D. Volkow, M.D., Directora, Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas
El cerebro humano además de ser el órgano más complejo del cuerpo y uno de los más estudiados, es el que rige toda la actividad del individuo al regular las funciones básicas del cuerpo.
La corteza cerebral tiene 100,000 millones de neuronas, con las que nace cada ser humano. Estas células se comunican entre sí a través de conexiones sinápticas y durante el primer año se desarrollan trillones de conexiones; esta interconexión se vuelve más difícil cuando se consumen drogas.
Una persona normal pierde alrededor del 10% de la masa cerebral a lo largo de su vida, pero una persona adicta a cualquier sustancia incrementa la destrucción diaria (algunos investigadores señalan como ejemplo el caso de los alcohólicos, que pierden 60,000 neuronas por día).
Las drogas son sustancias químicas que interfieren en la comunicación del cerebro y afectan la manera en que las células nerviosas envían y reciben los mensajes (impulsos eléctricos). Las áreas del cerebro que resultan más afectadas por el uso de drogas son el tallo, que controla funciones básicas (respiración, sueño, frecuencia cardiaca); el sistema límbico, que contiene el circuito de gratificación (la capacidad de sentir placer) y por último la corteza, que controla funciones como ver, sentir, oír y saborear, además de los pensamientos.
Ante una emoción, la persona sufre un cambio del estado corporal externo e interno. Estos cambios están siendo señalados continuamente en el cerebro a través de terminales nerviosos. Estos circuitos se inician en la cabeza, cuello, tronco y extremidades, atraviesan la médula espinal y el bulbo raquídeo y el tálamo, viajando hasta el hipotálamo, las estructuras límbicas y varias cortezas somatosensoriales.
En estas últimas cortezas, reciben una información de lo que está pasando en nuestro cuerpo, obtienen “Un panorama del paisaje” cambiante de nuestro cuerpo durante una emoción. (Se trata de un cambio incesante)
Las drogas, el cerebro y el comportamiento: La ciencia de la adicción
El cerebro humano en breve
El cerebro humano es el órgano más complejo del cuerpo. Esta masa de materia gris y blanca, que pesa 3 libras, se encuentra en el centro de toda actividad humana y es necesaria para conducir un automóvil, saborear una comida, respirar, crear una obra maestra y disfrutar de las actividades cotidianas. En resumen, el cerebro regula las funciones básicas del cuerpo, permitiéndonos interpretar y responder a todo lo que experimentamos y dando forma a nuestros pensamientos, emociones y comportamiento.
El cerebro está compuesto por muchas partes que trabajan juntas en equipo. Las diferentes partes del cerebro están encargadas de coordinar y realizar funciones específicas. Las drogas pueden alterar áreas importantes del cerebro necesarias para funciones que mantienen la vida y pueden guiar el abuso compulsivo de drogas que es indicio de la adicción. Las áreas del cerebro afectadas por el abuso de drogas:
El tallo del cerebro, también conocido como tronco encefálico, controla las funciones básicas esenciales para vivir, como la frecuencia cardiaca, la respiración y el sueño.
El sistema límbico contiene el circuito de gratificación del cerebro. Conecta varias estructuras cerebrales que controlan y regulan nuestra capacidad de sentir placer. El hecho de sentir placer nos motiva a repetir comportamientos como comer, es decir, acciones esenciales para nuestra existencia. El sistema límbico se activa cuando realizamos estas actividades y también con las drogas de abuso. Además, el sistema límbico es responsable por nuestra percepción de otras emociones, tanto positivas como negativas, lo que explica la capacidad de muchas drogas para alterar el estado de ánimo.
La corteza cerebral está dividida en áreas que controlan funciones específicas. Diferentes áreas procesan la información que proviene de nuestros sentidos, permitiéndonos ver, sentir, oír y saborear. La parte de adelante de la corteza, conocida como la corteza frontal, prosencéfalo o cerebro anterior, es el centro del pensamiento del cerebro. Nos permite pensar, planificar, resolver problemas y tomar decisiones.
¿Cómo se comunica el cerebro?
El cerebro es un centro de comunicaciones que consiste de miles de millones de neuronas o células nerviosas. Las redes de neuronas transmiten los mensajes de ida y vuelta a las diferentes estructuras dentro del cerebro, la médula espinal y el sistema nervioso periférico. Estas redes de nervios coordinan y regulan todo lo que sentimos, pensamos y hacemos.
De neurona a neurona
Cada célula nerviosa en el cerebro envía y recibe mensajes en forma de impulsos eléctricos. Después de que una célula ha recibido y procesado un mensaje, se lo envía a otras neuronas.
Los neurotransmisores – los mensajeros químicos del cerebro
Los mensajes son llevados de una neurona a otra por sustancias químicas llamadas neurotransmisores. (Ellos transmiten los mensajes entre las neuronas.)
Los receptores – los destinatarios químicos del cerebro
El neurotransmisor se adhiere a un sitio especializado en la célula llamado receptor que recibe el mensaje. Cada neurotransmisor y su receptor operan como “una llave y un candado”, un mecanismo sumamente específico que asegura que cada receptor sólo enviará el mensaje apropiado después de interactuar con el tipo correcto de neurotransmisor.
Los transportadores – los recicladores químicos del cerebro
Localizados en la célula que libera el neurotransmisor, los transportadores reciclan los neurotransmisores (es decir, los devuelven a la célula que los liberó), de esta manera concluyendo la señal entre las neuronas.
Para enviar un mensaje, las células del cerebro liberan una sustancia química (neurotransmisor) dentro del espacio que las separa de la próxima célula, llamado sinapsis. El neurotransmisor cruza la sinapsis y se adhiere a las proteínas (receptores) en la célula del cerebro que recibe el mensaje. Esto produce cambios en la célula cerebral receptora y ésta recibe el mensaje.
Todas las drogas de abuso afectan al sistema de gratificación del cerebro inundando el circuito con dopamina.
¿Cómo actúan las drogas sobre el cerebro?
Las drogas son sustancias químicas. Actúan sobre el cerebro penetrando el sistema de comunicación del cerebro e interfiriendo con la manera que las células nerviosas normalmente envían, reciben y procesan la información. Algunas drogas, como la marihuana y la heroína, pueden activar a las neuronas porque su estructura química imita aquella de un neurotransmisor natural. Esta similitud en la estructura “engaña” a los receptores y permite que las drogas se adhieran y activen a las células nerviosas. Aunque estas drogas imitan a las sustancias químicas del cerebro, no activan las células nerviosas de la misma manera que los neurotransmisores naturales y hacen que se transmitan mensajes anormales a través de la red.
Otras drogas, como la anfetamina o cocaína, pueden hacer que las células nerviosas liberen cantidades inusualmente grandes de neurotransmisores naturales o pueden prevenir el reciclaje normal de estas sustancias químicas cerebrales, haciendo que la señal se vea sumamente amplificada, lo que eventualmente trastorna los canales de comunicación. La diferencia se puede describir como la diferencia entre alguien que te susurra algo en el oído y alguien que grita en un micrófono.
¿Cómo funcionan las drogas dentro del cerebro para producir placer?
Todas las drogas de abuso, directa o indirectamente, atacan el sistema de gratificación del cerebro inundando el circuito con dopamina. La dopamina es un neurotransmisor que se encuentra en regiones del cerebro que regulan el movimiento, las emociones, la cognición, la motivación y los sentimientos de placer. La sobre estimulación de este sistema, que recompensa nuestros comportamientos naturales, produce los efectos de euforia que buscan las personas que abusan de las drogas y les enseña a repetir este comportamiento.
¿Cómo nos enseña a seguir usando drogas esta estimulación del circuito de gratificación del cerebro?
Nuestros cerebros están diseñados para asegurar que repitamos las actividades que sostienen la vida al asociar estas actividades con el placer o una recompensa o gratificación. Cada vez que este circuito de gratificación se activa, el cerebro nota que algo importante está pasando que debe recordar y nos enseña que debemos repetirlo una y otra vez, sin pensarlo. Debido a que las drogas de abuso estimulan el mismo circuito, aprendemos a abusar de las drogas de la misma manera.
¿Por qué son más adictivas las drogas que las recompensas naturales?
Cuando se consumen ciertas drogas de abuso, pueden liberar de dos a diez veces la cantidad de dopamina que la liberada por las recompensas naturales. En algunos casos, esto ocurre casi inmediatamente (como cuando se fuman o se inyectan las drogas) y los efectos pueden durar mucho más que aquellos producidos por recompensas naturales. El efecto resultante sobre el circuito de gratificación del cerebro es mucho mayor que el producido por comportamientos naturales de gratificación como el comer y el sexo. El efecto de una recompensa tan poderosa motiva fuertemente a las personas a consumir drogas repetidamente. Es por eso que los científicos a veces dicen que el abuso de las drogas es algo que aprendemos a hacer muy, muy bien.
El abuso de drogas a largo plazo perjudica el funcionamiento del cerebro.
¿Qué le pasa al cerebro si se continúa consumiendo drogas?
De igual manera que bajamos el volumen cuando el radio está muy alto, el cerebro se ajusta a las oleadas abrumadoras de dopamina (y de otros neurotransmisores) produciendo menos dopamina o disminuyendo el número de receptores que pueden recibir y transmitir señales. Como resultado, el impacto de la dopamina sobre el circuito de gratificación del cerebro de una persona que abusa de drogas se puede volver muy limitado y puede disminuir su habilidad para sentir cualquier placer. Es por eso que el abusador eventualmente se siente triste, sin vida y deprimido y no puede disfrutar de las cosas que anteriormente le producían placer. Ahora necesita consumir drogas solamente para lograr que la función de la dopamina regrese a lo normal. Es más, necesita tomar cantidades más grandes de la droga de lo que antes consumía para crear la euforia de la dopamina, efecto que se conoce como tolerancia.
¿Cómo afecta a los circuitos del cerebro el consumo de drogas a largo plazo?
Sabemos que los mismos tipos de mecanismos que están implicados en el desarrollo de la tolerancia pueden eventualmente causar cambios profundos en las neuronas y en los circuitos del cerebro, con la posibilidad de comprometer severamente la salud del cerebro a largo plazo. Por ejemplo, el glutamato es otro neurotransmisor que influye sobre el circuito de gratificación y la habilidad para aprender. Cuando se altera la concentración óptima del glutamato mediante el abuso de drogas, el cerebro intenta compensar este cambio, lo que puede deteriorar la función cognitiva. De manera similar, el abuso de drogas a largo plazo puede disparar adaptaciones en los sistemas del hábito o de la memoria no conciente. El condicionamiento es un ejemplo de este tipo de aprendizaje, mediante el cual las señales ambientales terminan siendo asociadas con la experiencia de la droga y pueden disparar deseos incontrolables en el usuario cuando posteriormente sea expuesto a estas señales ambientales, aun cuando la droga en sí no esté disponible. Este “reflejo” aprendido es sumamente fuerte y puede resurgir aun muchos años después de haber dejado de usar la droga.
¿Qué otros cambios ocurren en el cerebro con el abuso?
La exposición crónica a las drogas de abuso interrumpe la manera en que las estructuras esenciales del cerebro interactúan para controlar el comportamiento, en particular, el comportamiento específicamente relacionado al abuso de drogas. De igual manera que el abuso continuado puede llevar a la tolerancia o a la necesidad de dosis más altas de la droga para producir efecto, también puede llevar a la adicción, que hace que el abusador busque y consuma drogas compulsivamente. La drogadicción corroe el autocontrol y la capacidad del usuario de tomar decisiones sanas, mientras envía impulsos intensos para que consuma drogas.
Una empresa de EEUU crea una máquina capaz de secuenciar todo el ADN de un individuo por 740 euros en un solo día, un récord perseguido desde hace años. En España, la falta de expertos en genética relativiza el logro
N. D. Madrid
El primer genoma secuenciado en el mundo fue publicado en 2003 tras una década de trabajo.-THINKSTOCK
Por unos 750 euros, se puede comprar un buen ordenador portátil, viajar cinco días a las playas de Miami, y, desde hace unos días, secuenciar un genoma humano completo. Esto último lo hace una nueva máquina del tamaño de una impresora doméstica y con la que sus creadores han batido el equivalente al récord de los 100 metros lisos de la secuenciación genómica. Ese récord era leer los 6.000 millones de letras que componen el libro de instrucciones que cada ser humano lleva escrito en su genoma por sólo 1.000 dólares [unos 750 euros]. Durante años, ese precio ha simbolizado la llegada de la "medicina personalizada" en la que, por ejemplo, cada paciente recibiría medicamentos específicos que se ajusten a sus genes.
Aunque la pata de la medicina personalizada, la de la secuenciación, ya se ha conseguido gracias a la nueva máquina, comercializada por la compañía de EEUU Ion Torrent, la segunda, la de la aplicación, está aún muy lejos de hacerse realidad. Sin embargo, su creador, Jonathan Rothberg, no duda de que su nuevo aparato le va a cambiar la vida al ciudadano de a pie.
La máquina tiene el tamaño de una impresora doméstica
El nuevo aparato, llamado Secuenciador Ion Proton, "aumentará la calidad y reducirá el coste de los cuidados médicos al permitir que a la gente se le diagnostique de forma temprana y permitiéndoles adquirir los medicamentos que mejor se ajustan a sus indicaciones. Esto es medicina personalizada", proclamó ayer a este diario Rothberg.
El responsable de Ion Torrent es un biólogo y químico que sólo se zambulló en la secuenciación genómica cuando su hijo cayó enfermo y quiso buscar cuál entre sus más de 15.000 genes era el culpable. Su empeño le llevó a fundar una de las empresas de secuenciación más importantes del mundo y a aparecer en las páginas de los periódicos por sus logros y excentricidades, como encargar una réplica del círculo megalítico de Stonehenge en su finca de Connecticut.
Rothberg profetiza un futuro en el que todo el mundo tendrá su genoma en un disco duro y podrá explorarlo gracias a programas informáticos.
Su inventor cree que se abre el camino a la medicina personalizada
Esa profecía es remota y necesita algo más que máquinas para hacerse realidad. Entender la ingente cantidad de datos que contiene un genoma es el verdadero reto de la medicina personalizada y países como España carecen de suficientes profesionales capaces de analizar la información que generarán las máquinas de Rothberg.
El primer genoma secuenciado en el mundo fue publicado en 2003 tras una década de trabajo y costó unos 2.000 millones de euros. Las técnicas de secuenciación de ADN usadas en aquel histórico proyecto quedaron obsoletas tras la aparición de las secuenciadoras de segunda generación, mucho más rápidas. Rothberg fue uno de los pioneros de esta segunda oleada, que demostró su poderío regalando a James Watson, descubridor de la doble hélice del ADN, su genoma completo en 2007.
Ahora, la nueva Ion Proton lee un genoma completo en un día por un precio de 1.000 dólares. Esto supone, según Rothberg, que el avance de la secuenciación genética supera ya al de la informática. La velocidad de ese camino queda descrito por la ley de Moore (unos de los fundadores de Intel), que dice que los microchips doblan su potencia cada dos años. Según Rothberg, la potencia de su nuevo chip es 1.000 veces mayor que la de la anterior versión y supera con creces las leyes que hasta ahora había seguido la tecnología.
"El número de expertos es menor de lo necesario", dice un investigador
¿Sinifica esto que, en el futuro próximo, la gente tendrá en su casa secuenciadoras? "En una década probablemente sí, para gente que quiera estudiar el medio ambiente o para aficionados", aventura Rothberg. Por el momento, su máquina sólo se vende a científicos y a empresas de tests genéticos.
Este investigador es el mayor competidor de Illumina, otra empresa de EEUU que es el Goliat de la secuenciación genética mundial. Las máquinas de Illumina se usan en grandes laboratorios que secuencian ADN de forma masiva y cuya fiabilidad es defendida por muchos expertos en genética.
Illumina lee el ADN aplicándole luz. En cambio, las máquinas de Rothberg se basan en la detección de protones, que puede hacerse de forma más rápida y económica, aunque sacrificando en ocasiones su fiabilidad, según el investigador de la Universidad de Oviedo Carlos López-Otín, que trabaja en un gran proyecto internacional para secuenciar genomas de pacientes con 35 tipos de cáncer para esclarecer sus causas y encontrar mejores formas de detectarlos y tratarlos.
"Los principios técnicos de Ion Torrent son más rápidos y baratos, pero no tan fiables como los habituales", explica López-Otín. Una secuenciadora es en puridad una máquina traductora que recorre la retorcida molécula del ADN. La forman cuatro ladrillos, o letras que corresponden a adenina (A), timina(T), citosina (C) y guanina (G). Cada genoma tiene 6.000 millones de letras y la secuenciadora las lee y ordena, cometiendo en ocasiones alguna errata. "Esta tecnología es propensa a cometer una mayor cantidad de errores, aunque ahora han mejorado el chip y tal vez hayan solventado el problema que tenían", opina Javier Chaves, que trabaja en la Unidad de Genotipado y Diagnóstico Genético del Hospital Clínico Universitario de Valencia.
Rothberg defiende su criatura como si estuviese en el umbral de la próxima revolución tecnológica. "También criticaron las cámaras digitales antes de que reemplazaran a las que usan carretes de película", espeta. "La Ion es seis veces más precisa para secuencias largas que la Illumina", añade.
"Es un equipo muy bueno para laboratorios pequeños", concede López-Otín, que incluso planea comprar una Ion Proton para "aplicaciones puntuales". Otra cosa son los grandes proyectos de secuenciación, como el Consorcio Internacional del Genoma del Cáncer (ICGC) en el que participa López-Otín y en los que, según el investigador, seguirá usándose la tecnología más establecida.
Faltan expertos
Por rápido que sea el avance de la tecnología de secuenciación, su impacto podría quedarse en nada, especialmente en países como España. Si para leer un genoma basta un chip potente, para entenderlo "hace falta la mirada humana", resume López-Otín. Esa mirada humana se cifra en bioinformáticos y especialistas en genética capaces de bucear en la farragosa secuencia de un genoma completo y extraer de él nueva información sobre enfermedades y tratamientos. "Nos hace falta más personal que tenga experiencia en el análisis genómico y en los centros españoles afrontamos un cuello de botella", resume Chaves. "En España hace falta una formación integral para trasladar los conocimientos del laboratorio a la clínica y, por ahora, el número de expertos es menor de lo necesario", reconoce José Miguel García-Sagredo, responsable de Genética Médica del Hospital Ramón y Cajal de Madrid.
El propio Rothberg reconoce que el mundo no está preparado aún para la llegada de su tecnología en términos de personal cualificado. Su plan, de nuevo, es dejar que la máquina haga el trabajo. Su empresa va a lanzar "doctores virtuales", un nuevo software que enseñará a "científicos y médicos" a usar Ion Torrent para realizar descubrimientos y diagnósticos, explica.
