Enriquerubio.net El blog del Dr. Enrique Rubio

29 enero 2019

EL CEREBRO TRIUNO

Filed under: ANATOMIA — Enrique Rubio @ 21:42

Las partes del encéfalo según Paul MacLean
A lo largo de su evolución, el cerebro humano adquirió tres componentes que fueron surgiendo y superponiéndose.
Estos cerebros se pueden llamar:
1. Cerebro primitivo (arquipálio), constituido por la estructuras del tronco cerebral: Bulbo, cerebelo, puente y mesencéfalo, con el más antiguo núcleo en la base, el globo pálido y bulbos olfatorios. Se dice que corresponde al cerebro reptiliano, también llamado complejo-R por el neurofisiologo Paul MacLean.
2. Cerebro intermedio (paleopálio), formado por las estructuras del sistema límbico. Se dice que corresponde al cerebro de los mamíferos inferiores.
3. Cerebro superior o racional (neopálio situado en la capa superior), que comprende la mayor parte de los dos hemisferios cerebrales (formado por el neocórtex) y algunos grupos neuronales subcorticales. Este último solo es compartido por los mamíferos superiores, incluyendo a los primates y el hombre
Los humanos nacemos con un cerebro de reptil que se encarga de las funciones de supervivencia y reproducción. A los cinco años desarrollamos el cerebro límbico, aparece el cerebro límbico que entiende el significado de las cosas aunque termina convirtiéndose en inconsciente. Acumula las experiencias más tempranas de la vida, que son poderosas y se mantienen independientemente del entorno
Está compuesto por ganglios basales, responsable de movimientos voluntario, y aprendizaje de las funciones motores, y el tallo cerebral que controla la suceden automática pero mantienen vivo
El cerebro límbico aparece entre los últimos 150 y 300 millones de años en los mamíferos , está situado encima del sistema reptiliano, entre los dos hemisferios cerebrales y se encarga de emociones y afectos, filtrando su experiencia y almacenando recuerdos en forma de reflejos difíciles de borrar. Probablemente su función principal es modular el entorno social integrándose y adaptándose al grupo. Su actuación más lenta que la de él cerebro reptiliano.
Por último aparece el neocortex propio de los primates y se asocia al pensamiento, a la imaginación , al sentido, y a la lenguaje abstracto. Soporta la razón, de la ideación y toma de decisiones.
Esta semblanza algo elemental, podría una vez desarrollada acertadamente, explicar los grupos de patología, sobre todo psiquiátrica que nos lesionan constantemente y de manera progresiva.
Hay tres cerebros, que a su vez son producto de millones de años de evolución, que consiguieron situarse en el homínido y es lógico que mantengan sus funciones en el, pero como siempre con injerencias del entorno, capaces de cambiar su estructura y función.

11 enero 2019

CELULAS DE LA ANSIEDAD EN UN CIRCUITO HIPOCAMPAL– HIPOTALAMICO

Filed under: ANATOMIA,FUNCIONES PSIQUICAS — Enrique Rubio @ 19:59

CELULAS DE LA ANSIEDAD EN UN CIRCUITO HIPOCAMPAL– HIPOTALAMICO
Este amplio estudio, enormemente complejo, se copia entero, y se deduce por su complejidad que son inimaginables, los mecanismos que utiliza el cerebro, para mantener los mecanismos de recompensa.
Es una revisión que se hace por:J C Jimenez, Katy su, A R Goldberg, L Paninski, R Hen, MQA Kheirbek

Los estímulos anxiogénicos se representan diferencialmente a lo largo del eje DV del HPC
La inhibición de la vHPC en ambientes ansiogénicos reduce el comportamiento de evitación
vCA1 se envía a LHA pero no a BA controla el comportamiento relacionado con la ansiedad
La mayoría de las neuronas de proyección vCA1-LHA representan estímulos ansiogénicos
Resumen
El hipocampo se piensa tradicionalmente para transmitir información contextual a las estructuras límbicas donde adquiere valencia. Usando imágenes de calcio y optogenética que se mueven libremente, mostramos que mientras la subregión CA1 dorsal del hipocampo se enriquece en el lugar de las células, el CA1 ventral (vCA1) se enriquece en las células de ansiedad que se activan en ambientes ansiogénicos y se requieren para el comportamiento de evitación. Las células de imagen definidas por su objetivo de proyección revelaron que las células de ansiedad estaban enriquecidas en la población vCA1 que se proyectaba al área hipotalámica lateral (LHA) pero no a la amígdala basal (BA). De acuerdo con esta selectividad, la activación optogenética de los terminales vCA1 en LHA pero no BA aumentó la ansiedad y la evitación, mientras que la activación de los terminales en BA pero no LHA afectó la memoria de miedo contextual. Así,
Introducción
El miedo y la ansiedad son respuestas emocionales a amenazas percibidas, con amenazas proximales que provocan miedo y amenazas distales que provocan ansiedad. En condiciones normales, los estados de ansiedad promueven comportamientos de evitación adaptativa que son críticos para navegar de forma segura en un entorno. La ejecución de comportamientos de evitación apropiados requiere el reconocimiento rápido de estímulos amenazadores y el enrutamiento de esa información a estructuras que puedan modular directamente estos comportamientos defensivos.
Si bien la evitación es adaptativa en condiciones normales, puede convertirse en una mala adaptación cuando las respuestas son excesivas e inapropiadas. En los seres humanos, una característica compartida de una serie de trastornos de ansiedad es la sobreestimación de la amenaza, que conduce a una mayor evitación (
Jovanovic y Ressler, 2010 Kheirbek et al., 2012 ). Sin embargo, los mecanismos y los circuitos neuronales por los cuales surgen conductas normales de evitación adaptativa y cómo estos circuitos se desordenan en enfermedades psiquiátricas, siguen siendo difíciles de alcanzar.
Si bien se sabe que el hipocampo (HPC) es crítico para los procesos cognitivos como la memoria episódica y la navegación espacial, también está implicado en la patogénesis del estado de ánimo y los trastornos de ansiedad. Una forma en que el HPC puede contribuir a los procesos cognitivos y relacionados con el estado de ánimo es a través de la heterogeneidad funcional a lo largo de su eje dorsoventral, con el HPC dorsal contribuyendo a funciones cognitivas como el aprendizaje y la memoria y el HPC ventral (vHPC) modulando la regulación emocional ( Fanselow y Dong, 2010 , Strange et al., 2014 ). Las lesiones del HPC ventral pero no dorsal son ansiolíticas, con un efecto mínimo en el aprendizaje espacial ( Bannerman et al., 2002 , Kjelstrup et al., 2002 , Moser et al., 1995), mientras que las lesiones dorsales de HPC afectan el aprendizaje espacial sin afectar las medidas relacionadas con la ansiedad. Además, las celdas de lugar, que se cree que contribuyen a una representación espacial del entorno, son más abundantes, estables y están sintonizadas en HPC dorsal en relación con la vHPC ( Ciocchi et al., 2015 , Jung et al., 1994 Keinath et al., 2014 , Royer et al., 2010 ). Además, estudios recientes de optogenética y farmacológicos indican que la manipulación de la vHPC o sus entradas y salidas corticales pueden afectar directamente el comportamiento relacionado con la ansiedad (Felix-Ortiz et al., 2013 Kheirbek et al., 2013 Kjaerby et al., 2016 Padilla-Coreano et al., 2016 Parfitt et al., 2017 Samuels et al., 2015. Wu y Hen, 2014 ).
A pesar de la evidencia acumulada que respalda el papel de la vHPC en los comportamientos anímicos y de ansiedad, poco se sabe acerca de cómo la vHPC representa información sobresaliente emocionalmente y cómo esas representaciones contribuyen al comportamiento. En el modelo de roedores, el comportamiento relacionado con la ansiedad puede evaluarse con tareas de evitación basadas en conflictos, que promueven el comportamiento de evitación adaptativa normal a amenazas distantes (Calhoon y Tye, 2015).
Por lo tanto, dilucidar cómo se representan los contextos ansiogénicos de forma innata en la vHPC será fundamental para comprender cómo puede guiar las conductas de evitación durante las tareas de ansiedad basadas en conflictos.
Ventral CA1 (vCA1) envía densas proyecciones a varias estructuras subcorticales como la amígdala basal (BA), el hipotálamo, el núcleo accumbens (NAc) y el núcleo del lecho de la estría terminal (BNST) (Canteras, 2002 Cenquizca y Swanson, 2006. Cenquizca y Swanson, 2007. Kishi et al., 2006 Tannenholz et al., 2014). Sin embargo, poco se sabe acerca de cómo vCA1 interactúa con estas regiones para organizar comportamientos emocionales. En particular, a pesar de décadas de trabajo que demuestran las interacciones hipocampal-hipotalámica en el amortiguamiento de las respuestas al estrés mediante la inhibición indirecta del eje hipotalámico-hipofisario-suprarrenal ( Jacobson y Sapolsky, 1991 Ulrich-Lai y Herman, 2009 ), la función de la vía hipotalámica HPC directa en el comportamiento modulador sigue endo desconocida. vCA1 envía directamente proyecciones densas a la BA y al área hipotalámica lateral (LHA), y estudios optogenéticos recientes han indicado que tanto la BA como la LHA pueden controlar el comportamiento relacionado con la ansiedad en tiempo real (Jennings et al., 2013 Tye et al., 2011). Sin embargo, aún no está claro cómo se representa la información relacionada con la ansiedad dentro de las neuronas de proyección vCA1 para impactar estas estructuras de salida.
Aquí, aplicamos imágenes de calcio y optogenética con libertad de movimiento para investigar cómo se representa la información relacionada con la ansiedad dentro de distintas poblaciones de neuronas de proyección vCA1.
De manera intrigante, encontramos «células de ansiedad» enriquecidas dentro de una población de neuronas proyectoras vCA1-LHA que representan ambientes ansiogénicos y causan un impacto causal en el comportamiento. Esto revela que el flujo de proyección vCA1-LHA puede servir como una ruta directa para que vCA1 controle rápidamente los comportamientos similares a la ansiedad.
Resultados
Representaciones de información relacionada con la ansiedad en vCA1
Primero determinamos cómo se activa vCA1 durante la exploración de entornos ansiogénicos de manera innata. Utilizamos la microendoscopia para realizar imágenes de calcio de las neuronas vCA1 que expresan GCaMP6f en ratones que se mueven libremente. Se implantó una lente de índice de refracción en gradiente (GRIN) sobre la subregión vCA1 ( Figuras 1 A y S1 A), y el indicador de Ca 2+ GCaMP6f se expresó de forma viral para visualizar la actividad de Ca 2+ devCA1 como se describió anteriormente (Resendez et al., 2016. Ziv et al., 2013 ). Este enfoque nos permitió registrar eventos transitorios de Ca 2+ en neuronas vCA1 individuales en el mismo campo de visión (FOV), mientras que los ratones exploraron libremente múltiples entornos ( Figura 1 A; consulte Métodos STAR ).

Figura 1 Representaciones de información relacionada con la ansiedad en vCA1
En el laberinto más elevado (EPM), encontramos que la mayoría de las neuronas vCA1 mostraron un aumento significativo en la actividad de Ca 2+ y en la tasa de transitorios de Ca 2+ durante la exploración del compartimento ansiogénico de brazo abierto en comparación con el compartimiento de brazo cerrado ( Figuras 1 B, 1C, S1 B y S1D). A continuación, comparamos la actividad de calcio promedio a través de entradas de comportamiento sucesivas y episodios de exploración de los brazos abiertos. Encontramos que la actividad de vCA1 aumenta durante la exploración de ambos brazos abiertos y disminuye al reingresar al compartimiento de brazos cerrados ( Figura 1RE). Este aumento de la actividad no fue impulsado simplemente por un cambio en la ubicación espacial, ya que el cambio entre los compartimentos de brazo cerrado no provocó una mayor actividad, mientras que la actividad mayor sostenida de cambio de brazo abierto ( Figura 1D). Además, esto no se debió a las diferencias en la velocidad del ratón entre los compartimentos, ya que las distribuciones de velocidad del brazo abierto y del brazo cerrado fueron similares entre los animales ( Figura S1 C). A continuación, consideramos si la actividad aumentada de vCA1 con el brazo abierto estaba relacionada con un aumento de la importancia espacial en el brazo abierto (en relación con el brazo cerrado), en lugar de su naturaleza aversiva. Imaginamos vCA1 mientras los ratones exploraban un campo de campo abierto familiar que incluía un objeto novedoso espacialmente sobresaliente que provocaba un enfoque ( Figura 1MI). A diferencia de nuestros hallazgos en los brazos abiertos del EPM, la exploración del cuadrante que contiene el objeto novedoso apetitivo no evocó aumentos en la actividad de vCA1 ( Figura 1 F), lo que indica que las neuronas vCA1 están sesgadas para representar características ansiogénicas del entorno en lugar de cambios en saliencia espacial.
A continuación, investigamos si la magnitud de la actividad evocada con el brazo abierto estaba correlacionada con el nivel de ansiedad de los animales individuales. La actividad evocada de brazo abierto vCA1 ( tasa transitoria de Ca 2+ abierto-cerrado ) se correlacionó estrechamente con el grado en que los ratones evitaban los brazos abiertos del laberinto (una medida de los niveles de ansiedad de referencia)), con más Animales ansiosos que exhiben mayores niveles de actividad. Es importante destacar que estos efectos en las diferencias de frecuencia de Ca 2+ de brazo abierto y cerrado no fueron un artefacto de muestreo de comportamiento escaso, ya que el cálculo de las tasas de eventos de Ca 2+ de brazo cerrado a partir de un número de muestras de comportamiento coincidente dio lugar a la misma correlación entre Actividad evocada por el brazo y evitación de los brazos abiertos. Además, mientras que la tasa media de eventos de Ca 2+ en el brazo abierto se correlacionó positivamente con el comportamiento de evitación, las tasas del brazo cerrado no se correlacionaron con la evitación del brazo abierto y S1H). Finalmente, se descubrió que la actividad del brazo abierto vCA1 aumenta aún más cuando los ratones se involucran en comportamientos de inclinación de cabeza altamente ansiogénicos en los bordes de los brazos abiertos. Estos resultados sugieren que vCA1 genera representaciones de estímulos ansiogénicos a través de un código de frecuencia que se correlaciona con el estado de ansiedad de referencia y las escalas con la naturaleza aversiva de la conducta.
Control en tiempo real del comportamiento de evitación por vCA1
A continuación, probamos si la actividad evocada de brazo abierto vCA1 era necesaria para el mantenimiento de la evitación de brazo abierto en el EPM. Los ratones se inyectaron bilateralmente en vCA1 con un virus de control o uno que expresaba ArchT y se implantaron con fibra óptica en la misma ubicación. Esto nos permitió silenciar las neuronas piramidales que expresan vCA1-ArchT con iluminación de luz de 532 nm . Activamos selectivamente el silenciamiento optogenético de la actividad de vCA1 solo cuando los ratones ingresaron a los brazos abiertos del EPM. Cuando se compararon con los controles de eYFP, los ratones silenciados con vCA1-ArchT pasaron significativamente más tiempo explorando los brazos abiertos del EPM. Este efecto también se encontró en la prueba de campo abierto (OFT), ya que el silenciamiento selectivo de las neuronas vCA1 durante la exploración de la zona central ansiogénica aumentó significativamente la cantidad de tiempo que los ratones pasaron explorando el centro. Esto no se debió a los efectos apetitivos de la inhibición de vCA1 inducida por la luz, ya que los ratones Arch y eYFP pasaron una cantidad similar de tiempo en el lado con iluminación de luz en un ensayo de preferencia de lugar en tiempo real (RTPP). Además, estos efectos no se debieron a cambios en la actividad locomotora o aumentos en el número de visitas de brazo abierto. Para evaluar si estos cambios en el comportamiento relacionado con la ansiedad fueron específicos para silenciar la actividad evocada con el brazo abierto o debido a la incapacidad de los ratones para reconocer dónde estaban en el laberinto, luego probamos un segundo grupo de ratones con estimulación con láser solo durante el período cerrado. – Combates de exploración del brazo. En contraste con el silenciamiento de brazo abierto en el EPM, el silenciamiento de brazo cerrado no causó cambios en el comportamiento de ansiedad. Estos datos sugieren que la actividad aumentada de vCA1 en ambientes ansiogénicos promueve el comportamiento de evitación.

Representaciones diferenciales de información relacionada con la ansiedad en el eje dorsoventral de CA1
A continuación, evaluamos la especialización y la estabilidad de la actividad relacionada con la ansiedad a lo largo del eje dorso-ventral del hipocampo. Se tomaron imágenes de las neuronas dCA1 en el EPM de una manera idéntica a la descrita anteriormente y se comparó la actividad con las neuronas con imagen vCA1. A nivel poblacional, encontramos que las neuronas dCA1 no mostraron cambios significativos en la tasa de eventos transitorios de Ca 2+ en los brazos abiertos del EPM y la actividad de dCA1 no se correlacionó con el nivel de ansiedad de los animales individuales. Uso de métodos estadísticos para clasificar las neuronas como significativamente más activas en compartimientos selectivos, encontramos que ∼51% de las neuronas vCA1 registradas eran de brazo abierto, y esta proporción fue significativamente mayor en relación con la población de dCA1 que exhibió una preferencia de selectividad distribuida más uniformemente.

Figura 3 Representaciones diferenciales de información relacionada con la ansiedad a lo largo del eje dorsoventral de CA1
A continuación, consideramos si las neuronas selectivas de brazo abierto CA1 en la EPM estaban especializadas para responder a estímulos ansiogénicos en contextos múltiples. Las neuronas vCA1 y dCA1 individuales se rastrearon a través de múltiples sesiones de imágenes, y se evaluó la actividad de las neuronas de brazo abierto EPM en la OFT que provoca ansiedad y la tarea de objeto novedoso apetitivo. De manera interesante, encontramos que las neuronas selectivas de brazo abierto vCA1 exhibieron una tasa significativamente mayor de eventos transitorios de Ca 2+durante la exploración de la zona central ansiogénica de la OFT en comparación con la periferia, pero no durante la exploración de un objeto novedoso preferido .
Además, estos efectos fueron específicos de las neuronas que prefieren el brazo abierto vCA1, ya que las neuronas del brazo abierto dCA1 no mostraron cambios en la actividad de Ca 2+ en el centro OFT. En un enfoque imparcial alternativo, definimos las neuronas selectivas de tarea vCA1 y dCA1 en las tareas EPM, OFT y objeto nuevo según su preferencia de actividad para los compartimentos ansiogénico (brazos abiertos; centro) o apetitivo (zona objeto nuevo) y comparamos los superposición de celdas selectivas reclutadas en todas las tareas. Encontramos que la población de neuronas vCA1 que eran selectivas para los brazos abiertos EPM se superponían significativamente con neuronas que eran selectivas para el centro OFT, pero no con neuronas selectivas a un objeto nuevo, lo que indica que las neuronas selectivas vCA1-brazo abierto son Preferentemente reclutados en ambientes ansiogénicos. En contraste, las neuronas dCA1 que eran selectivas para los brazos abiertos EPM no se superponían con las neuronas dCA1 OFT centradas en el centro por encima de los niveles de probabilidad ( Figura S3H), pero fueron reclutados preferentemente para un objeto novedoso apetitivo. Esto indica que las neuronas dCA1 que son selectivas para los brazos abiertos no son selectivas para ambientes ansiogénicos, sino que pueden ser sensibles a la novedad. Estos resultados sugieren la existencia de células que muestran representaciones estables de información relacionada con la ansiedad o «células de ansiedad» que son más abundantes en vCA1 que en dCA1.
Como nuestra estrategia de direccionamiento viral no pudo distinguir entre las células piramidales vCA1 y las interneuronas inhibitorias, se tomaron imágenes de las interneuronas inhibitorias vCA1 para determinar si las células de ansiedad estaban representadas en exceso en esta población. Expresamos viralmente un GCaMP6f dependiente de Cre en ratones vGAT-Cre (Vong et al., 2011) e imágenes de respuestas neuronales en la EPM. Encontramos que, en general, las neuronas vCA1-vGAT no exhibieron una mayor actividad en el compartimiento de brazo abierto, sino que la mayoría de las neuronas con imagen vCA1-vGAT eran preferenciales de brazo cerrado ( Figura 4 C). Estos resultados sugieren que las neuronas que prefieren el brazo abierto vCA1 se componen en gran parte de neuronas piramidales glutamatérgicas, en lugar de interneuronas inhibitorias.

Luego evaluamos si las neuronas vCA1 y dCA1 también podrían representar diferencialmente información espacial. Los ratones se tomaron imágenes en el mismo FOV mientras exploraban dos contextos con señales espaciales diferentes (contextos A y B), seguidos de una segunda exposición al contexto A (ABA), y se generaron mapas de velocidad de sus campos de disparo dentro de los contextos como se describió anteriormente . Encontramos que las neuronas dCA1 codificaban más información espacial Skaggs et al., 1996 y tenía campos de posición más estables en relación con vCA1, lo que indica que las neuronas dCA1 están más sintonizadas espacialmente que vCA1. Tomados en conjunto, estos datos sugieren que dCA1 está enriquecido en células de lugar, mientras que vCA1 está enriquecido en células de ansiedad.
Las neuronas de proyección del hipotálamo lateral vCA1 no se superponen significativamente con las proyecciones vCA1 a la amígdala basal o la corteza prefrontal medial
Dada la heterogeneidad de las respuestas de vCA1 en el EPM, a continuación identificamos a través de qué flujos subcorticales de vCA1 se pueden mediar estos efectos sobre el comportamiento relacionado con la ansiedad. Nos enfocamos en dos estructuras que reciben algunas de las proyecciones vCA1 más densas y se sabe que contribuyen al comportamiento relacionado con la ansiedad, el miedo aprendido y las respuestas al estrés: la amígdala basal (BA) y el hipotálamo lateral (LHA) (Canteras y Swanson, 1992 , Cenquizca y Swanson, 2006. Kishi et al., 2006 , Tannenholz et al., 2014).
La inyección de virus CaMKII-ChR2-eYFP en vCA1 reveló un marcaje terminal denso en el BA (dentro de la amígdala basomedial y basolateral) y el LHA con intensidades similares. Las grabaciones de cortes agudos en neuronas BA o LHA en ratones inyectados con eYFP ChR2 confirmaron que la entrada monosináptica de vCA1 a BA y LHA, ya que la estimulación con láser a 473 nm dentro de los subcampos BA o LHA fue suficiente para provocar corrientes glutamatérgicas, monosinápticas, excitadoras y sinápticas (EPSC) .

A continuación, determinamos si diferentes poblaciones de neuronas vCA1 se proyectan a LHA y BA, como se vio recientemente con otras salidas a BLA, CeA, mPFC, septum lateral y NAc ( Cembrowski et al., 2016 , Jin y Maren, 2015 , Kim y Cho, 2017 , Lee et al., 2014b, Okuyama et al., 2016, Parfitt et al., 2017 Xu et al., 2016 ). La inyección de los trazadores retrógrados de la subunidad B de la toxina del cólera (CTB) CTB-555 y CTB-488 en el BA y LHA reveló que estos proyectores vCA1 eran en gran medida poblaciones no superpuestas, ya que solo el 3% de las neuronas etiquetadas enviaron proyecciones duales. De manera interesante, también encontramos que las neuronas proyectoras BA y LHA se segregaron anatómicamente y se organizaron de manera laminar, con neuronas vCA1-LHA ubicadas más profundamente en la capa piramidal CA1 en relación con las neuronas vCA1-BA. A continuación, evaluamos si las neuronas proyectoras de VCA1-LHA envían colaterales a la corteza prefrontal medial (mPFC), una vía que recientemente se ha descrito para modular el comportamiento relacionado con la ansiedad (Padilla-Coreano et al., 2016). Realizamos estudios de rastreo retrógrado similares a los descritos anteriormente e inyectamos CTB-555 en el mPFC y CTB-488 en el LHA y encontramos que, de forma similar a las vías vCA1-BA, las neuronas proyectantes vCA1-LHA no se superponían con las neuronas proyectoras vCA1-mPFC. En conjunto, estos estudios indican que las neuronas que proyectan vCA1-LHA surgen de poblaciones de células en gran medida no superpuestas en relación con las proyecciones de vCA1-BA y vCA1-mPFC y ocupan capas anatómicamente distintas dentro de vCA1.
Las proyecciones vCA1-Amygdala y vCA1-LHA contribuyen de manera diferencial al comportamiento relacionado con la ansiedad y las memorias contextuales de miedo
Dada la segregación anatómica de las proyecciones vCA1-BA y LHA, a continuación determinamos si la modulación de los proyectores vCA1-BA y vCA1-LHA contribuyen de manera diferencial al comportamiento. A los ratones se les inyectó ChR2-eYFP o un virus eYFP de control en vCA1, y se implantaron fibras ópticas en la amígdala (dirigida a los núcleos basales) o LHA. Luego, a los ratones se les hicieron pruebas de efectos de luz en pruebas de comportamiento relacionado con la ansiedad y condicionamiento del miedo contextual (CFC).

Los proyectores vCA1-Amygdala y vCA1-LHA contribuyen de manera diferencial al comportamiento relacionado con la ansiedad y al miedo aprendido
En CFC, los ratones exploraron el contexto de condicionamiento mientras recibían la estimulación con láser, después de lo cual recibieron un breve shock en el pie. El día dos, los ratones se colocaron de nuevo en el mismo contexto en ausencia de estimulación con láser para probar los efectos de luz en la codificación de CFC. Encontramos que los ratones vCA1-amígdala-ChR2 se congelaron significativamente menos que los controles, lo que indica que la interrupción de los patrones de actividad normal entre vCA1 y la amígdala fue suficiente para interrumpir la codificación del miedo contextual. Para determinar si se requirieron patrones de actividad vCA1-BA intactos para la recuperación, una cohorte diferente de ratones se entrenó con luz apagada y se probó la congelación en el día dos con la luz encendida. Los ratones vCA1-amígdala-ChR2 se congelaron menos que los controles, lo que indica que la actividad de vCA1-amígdala era necesaria tanto para la codificación como para la recuperación de la memoria de miedo contextual. Estos efectos se recapitularon con la inhibición del terminal vCA1-amígdala, lo que indica que los efectos de la excitación de ChR2 probablemente se debieron a una pérdida de la función. Sorprendentemente, realizar las mismas manipulaciones en la vía vCA1-LHA no afectó ni a la codificación ni a la recuperación del miedo contextual, y estos efectos negativos no fueron específicos de la frecuencia, que indica un rol selectivo para vCA1-amígdala en la codificación y recuperación del contexto.
A continuación, probamos la contribución de estas proyecciones de vCA1 al comportamiento relacionado con la ansiedad. Si bien el silenciamiento o la estimulación de los terminales vCA1-amígdala no tuvo ningún efecto sobre el porcentaje de la distancia al centro en la OFT), la estimulación disminuyó fuertemente la exploración del centro en los ratones vCA1-LHA-ChR2, un efecto que persiste La siguiente época de la luz apagada. Además, en un ensayo RTPP, mientras que la estimulación no produjo un efecto en los ratones vCA1-amígdala-ChR2, la estimulación en los ratones vCA1-LHA-ChR2 provocó evitación, como expresión de vCA1-LHA-ChR2 los ratones pasaron significativamente menos tiempo en la cámara de estimulación en relación con los controles. Es importante destacar que los efectos de la luz en los ratones vCA1-LHA-ChR2 no se debieron a cambios en la actividad locomotora. Estos estudios indican que la modulación de las neuronas de proyección vCA1-LHA pero no vCA1-amígdala puede afectar los comportamientos relacionados con la ansiedad y provocar evitación.
Estos resultados apoyan una disociación funcional entre las neuronas vCA1-amígdala y vCA1-LHA, con proyecciones de vCA1-BA que modulan la recuperación y codificación de la memoria de miedo contextual y las neuronas vCA1-LHA conducen el comportamiento y la aversión relacionados con la ansiedad.
La proyección vCA1-LHA está enriquecida en células de ansiedad
A continuación, investigamos si esta disociación funcional ya estaba presente en el nivel de vCA1. Se inyectó un virus adeno tipo 2-Cre canino retrógrado (CAV2-Cre) en el subcampo BA o LHA, y se inyectó un virus GCaMP6f dependiente de Cre en vCA1. Luego se implantó una lente GRIN sobre la región vCA1, y se realizó una imagen de la actividad de Ca 2+ específica de la proyección durante condiciones de comportamiento idénticas a las descritas anteriormente. Utilizando este enfoque, los terminales vCA1-GCaMP6f se visualizaron selectivamente en los subcampos BA o LHA, pero no en ambos, confirmando la expresión específica de proyección del indicador de Ca 2+ .

La actividad de imagen en el EPM en las dos poblaciones reveló que, si bien las neuronas vCA1-BA y vCA1-LHA exhibían una mayor actividad en los brazos abiertos, la magnitud de la diferencia entre la actividad del brazo abierto y la del brazo cerrado fue mayor en las neuronas vCA1-LHA en relación con las neuronas que proyectan vCA1-BA. Además, encontramos que las neuronas vCA1-LHA estaban altamente enriquecidas en células de ansiedad en relación con las neuronas vCA1-BA, con células de ansiedad que representan el 79% de la población de vCA1-LHA. Es importante destacar que los grupos no difirieron significativamente en el porcentaje de tiempo de brazo abierto y la actividad de Ca 2+ en el compartimiento de brazo cerrado EPM no difirió según el tipo de proyección.
A continuación, analizamos la estructura de ajuste espacial y la información espacial de las poblaciones proyectadas como se describió anteriormente y no encontramos diferencias significativas entre las poblaciones de proyección vCA1-BA y vCA1-LHA Estos estudios sugieren que si bien las neuronas que proyectan vCA1-LHA están enriquecidas en respuestas de actividad relacionadas con la ansiedad en relación con los proyectores vCA1-BA, ambas corrientes de proyección codifican bajos niveles de información espacial.
Teniendo en cuenta el enriquecimiento de las células de ansiedad dentro de la vía vCA1-LHA, a continuación evaluamos si la actividad en estas neuronas era necesaria para evitar el comportamiento como se probó previamente en nuestras manipulaciones de población total. Inyectamos CAV2-Cre en la LHA y un ArchT dependiente de Cre o virus de control en vCA1 e implantamos fibra óptica en vCA1 ( Figuras 7 F y S6 H). Probamos ratones en el EPM, y activamos selectivamente la estimulación con láser cuando los ratones ingresaron al compartimiento de brazo abierto para silenciar la actividad de las células de ansiedad vCA1-LHA. Encontramos que el silenciamiento de las neuronas vCA1-LHA durante la exploración de brazos abiertos redujo significativamente la evitación de los brazos abiertos, recapitulando los efectos que encontramos en la manipulación de toda nuestra población.
Estos resultados apoyan la hipótesis de que la información de valencia negativa se representa a nivel de vCA1, se enriquece en las neuronas que se proyectan hacia el LHA y es necesaria para el comportamiento de evitación.
Discusión
Una representación de contextos anxiogénicos en vCA1
El HPC integra información sensorial diversa de la corteza entorrinal (CE) para generar representaciones complejas del entorno (
Canto et al., 2008 ), que puede combinarse con estímulos aversivos para apoyar el condicionamiento del miedo contextual (
Kim y Fanselow, 1992 Phillips y LeDoux, 1992). En contraste con esta visión puramente cognitiva de la HPC, nuestros estudios de imagen de vCA1 indican que las neuronas de la vHPC tienen una representación de estímulos ansiogénicos innatos. Encontramos que vCA1 está enriquecido en células de ansiedad que responden al compartimiento de brazo abierto del EPM. Además, estas neuronas son reclutadas preferentemente por otros entornos ansiogénicos, como el centro de la OFT, pero no por un nuevo objeto apetitivo. Además, nuestros experimentos de silenciamiento optogenético de circuito cerrado demuestran que este aumento en la actividad de vCA1 en contextos ansiogénicos es necesario para la expresión del comportamiento de evitación. Curiosamente, encontramos que las células de ansiedad vCA1 aumentan en gran medida su actividad después de la entrada en los brazos abiertos ansiogénicos del EPM, Jacinto et al., 2016 ]). Por lo tanto, vCA1 puede modular los comportamientos de ansiedad mediante la codificación directa de estímulos amenazadores a través de células de ansiedad que están especializadas para representar ambientes ansiogénicos innatos.
Esta representación ansiogénica puede originarse dentro del circuito de HPC o puede proporcionarse mediante entradas extra-hipocampo. Uno de esos aportes es el BLA, que se proyecta directamente a vCA3 y vCA1, y cuyos aportes han demostrado recientemente que afectan los comportamientos relacionados con la ansiedad (Felix-Ortiz et al., 2013 ). Sin embargo, esto se complica con las grabaciones de una sola unidad, que han demostrado que las neuronas BA son preferentemente activas en el compartimiento seguro de los brazos cerrados del EPM, en contraste con las células de ansiedad vCA1 ( Adhikari et al., 2015 Wang et al., 2011). Además, se encontró que las neuronas BLA que se proyectan a vCA1 responden a señales de valencia positiva y negativa ( Beyeler et al., 2016 ), en lugar de desviarse hacia estímulos de valencia negativos como en las células de ansiedad vCA1.
Alternativamente, esta representación ansiogénica en vCA1 podría surgir a través de entradas de la CE especializadas para reconocer características ambientales específicas que contribuyen a contextos ansiogénicos como el cambio de color, las diferencias en la iluminación, la elevación y la falta de paredes ( Diehl et al., 2017
Lu et al., 2013 ). Por lo tanto, las representaciones de valencia innata podrían surgir a través del enrutamiento selectivo de estas características a las poblaciones de vCA1 definidas por proyección que modulan el comportamiento de evitación. Por lo tanto, los estudios futuros que registran y controlan las regiones de entrada determinarán la contribución relativa de los circuitos EC, BLA y CA3 ascendente y del giro dentado en la generación de la señal ansiogénica en vCA1.
Corrientes de proyección divergentes vCA1
Recientemente se ha apreciado que el vCA1 envía proyecciones paralelas y en gran parte no superpuestas a mPFC, septum lateral, NAc, BLA y amígdala central (Ce) ( Cembrowski et al., 2016 Jin y Maren, 2015 Kim y Cho, 2017 Lee et al., 2014b Okuyama et al., 2016 Parfitt et al., 2017 , Xu et al., 2016), y aquí encontramos esta segregación también dentro de las vías de BA y LHA. De manera interesante, en contraste con las proyecciones vCA1 entremezcladas a BA y Ce, encontramos que las neuronas de proyección vCA1-BA y vCA1-LHA se organizaron de manera laminar dentro de CA1. Estudios recientes sobre la laminación de CA1 han demostrado que las neuronas piramidales en las capas profundas y superficiales de CA1 difieren en sus propiedades fisiológicas, entradas inhibitorias locales e entradas de largo alcance (Danielson et al., 2016b , Lee et al., 2014b , Li et al., 2017, Masurkar et al., 2017). Por lo tanto, las neuronas proyectoras vCA1-BA y vCA1-LHA pueden recibir diferentes entradas y exhibir diferentes propiedades fisiológicas, lo que permite el enrutamiento de información diferencial entre estas poblaciones.
vCA1-LHA como una ruta directa al comportamiento de evitación de control
Nuestros estudios revelaron un sorprendente control específico de la vía del comportamiento similar a la ansiedad en vCA1, ya que la activación de los terminales vCA1-LHA pero no vCA1-BA genera un comportamiento de evitación en las tareas de ansiedad. Además, nuestros estudios de imágenes de proyección específica mostraron un enriquecimiento de las células de ansiedad dentro de las proyecciones de vCA1-LHA en relación con las proyecciones de vCA1-BA, con aproximadamente el 80% de la población de vCA1-LHA con una representación de los brazos abiertos del EPM. El LHA puede entonces integrar esta representación de vCA1 con las que surgen de otras áreas, como el BNST, que se encontró que tenía una representación de los brazos cerrados del EPM, y envía una proyección directa al LHA que produce efectos ansiolíticos (Kim et al., 2013 ). Por lo tanto, el enrutamiento de las representaciones de ansiedad al LHA puede ser crítico para la generación de conductas de evitación.
Aunque apuntamos al LHA en nuestros estudios, vCA1 envía proyecciones directas a varios subnúcleos del hipotálamo ( Canteras y Swanson, 1992 ), muchos de los cuales contienen diversos tipos de células y son anatómicamente difíciles de seleccionar selectivamente (Canteras, 2002 ). Estudios elegantes han comenzado a analizar estos diversos circuitos hipotalámicos ( Jennings et al., 2013 Jennings et al., 2015 Kunwar et al., 2015 , Lee et al., 2014a , Lin et al., 2011 , Silva et al., 2013 ), y los estudios futuros que investigan los tipos de células hipotalámicas a través de los cuales vCA1 y otros insumos provocan efectos en las conductas de evitación serán críticos para comprender cómo esta estructura modula las conductas similares a la ansiedad.
Nuestros estudios revelan proyecciones de vCA1 a la LHA como una nueva vía por la cual la vHPC puede modular el comportamiento relacionado con la ansiedad. Estudios recientes indican que las neuronas de proyección de vHPC-mPFC también representan información relacionada con la ansiedad en el EPM y que la inhibición optogenética de las entradas de vHPC al mPFC reduce la evitación de brazos abiertos (Ciocchi et al., 2015 ). Mientras que las poblaciones de células glutamatérgicas en el LHA pueden conducir la evitación rápida y los comportamientos aversivos directamente ( Hakvoort Schwerdtfeger y Menard, 2008 Jennings et al., 2013 Kim et al., 2013), el mPFC probablemente modula los comportamientos relacionados con la ansiedad a través de salidas a la amígdala, el hipotálamo, el tálamo o el gris periacueductal ( Do-Monte et al., 2015 , Likhtik et al., 2014 , Radley et al., 2006 , Sesack et al., 1989 , Sotres-Bayon y Quirk, 2010). Una posibilidad intrigante es que la contribución de las vías vCA1-LHA y vCA1-mPFC al comportamiento relacionado con la ansiedad es análoga al “camino bajo” talámico y al “camino alto” cortical en el control del condicionamiento del miedo auditivo dependiente de la amígdala (LeDoux, 1996, LeDoux, 2000 ). En este modelo, el enrutamiento diferencial de las representaciones contextuales ansiogénicas entre las vías de vCA1 podría cumplir una función similar de soportar tanto una señal de evitación rápida (mediante el enriquecimiento de señales ansiogénicas en proyecciones directas de vCA1-LHA) como una representación más lenta y de mayor orden mediante la integración cortical mediante La vía vCA1-mPFC.
Las neuronas de proyección vCA1-BA median el miedo aprendido, pero el comportamiento no evasivo innato
Un aspecto interesante de nuestros estudios fue que se observaron menos células de ansiedad en la población de vCA1-BA en comparación con la vía de vCA1-LHA, y la manipulación de las proyecciones de vCA1 a BA no tuvo impacto en las tareas de ansiedad innata, a pesar de que los estudios demuestran que la vía inversa (BLA-vHPC) puede provocar conductas similares a la ansiedad (Felix-Ortiz et al., 2013 ). Más bien, las manipulaciones optogenéticas de la vía vCA1-BA en nuestro estudio y otros trabajos recientes (Xu et al., 2016 ) demuestran que este camino es importante en las asociaciones de contexto-miedo. Por lo tanto, esta vía puede ser más especializada para codificar asociaciones de valencia de contexto aprendidas (en lugar de representaciones de valencia ansiogénicas innatas), por lo que la entrada de contexto de vCA1 a BA se emparejará con estímulos aversivos en el nivel de BA. Además, la actividad en las células de ansiedad vCA1-BA puede no ser suficiente para conducir el comportamiento de evitación a contextos innatos ansiogénicos en ausencia de una asociación aprendida de miedo a contexto.
Nuestros estudios plantean la posibilidad intrigante de que las subpoblaciones de neuronas vCA1 están programadas para responder a entornos que producen evitación innata, mientras que otras poblaciones pueden estar programadas para responder a entornos que provocan un enfoque. Esto podría lograrse mediante el enrutamiento selectivo de la información sensorial a las poblaciones de vCA1 que pueden dirigir directamente las respuestas de comportamiento positivas o negativas a través de sus flujos de dianas límbicas segregadas. Mientras que los proyectores vCA1-LHA están enriquecidos en células de valencia negativa, los proyectores vCA1-NAc pueden enriquecerse en células de valencia positiva ( Britt et al., 2012 , Ciocchi et al., 2015 , Okuyama et al., 2016 ). Este modelo sería similar al descrito en el BLA, donde distintas subpoblaciones de neuronas responden a la calidad de valencia positiva o negativa ( Belova et al., 2007 , Gore et al., 015, , Namburi et al., 2015 , Paton et al., 2006 , Uwano et al., 1995). Si vCA1 estuviera organizado de manera similar, predeciríamos que las neuronas vCA1 individuales responderían a diversos tipos de estímulos sensoriales de la misma valencia para impulsar respuestas conductuales análogas. Un enfoque para probar esta hipótesis será evaluar si las células de ansiedad vCA1 también responden a otros estímulos sensoriales aversivos innatamente, como olores aversivos o estímulos dolorosos. Es importante destacar que en el estudio actual utilizamos imágenes de calcio para probar las respuestas celulares a los comportamientos que se ejecutan en escalas de tiempo lentas (segundos), que son compatibles con las limitaciones temporales de la dinámica del calcio. Las futuras grabaciones electrofisiológicas de una sola unidad específicas de la vía tanto en la vHPC como en las regiones objetivo pueden dilucidar las respuestas a conductas más rápidas relacionadas con la ansiedad,
Nuestros hallazgos proporcionan información novedosa sobre la representación de información innatamente adversa en la vHPC y el papel de las proyecciones subcorticales de vCA1 específicas de la vía en la generación de conductas relacionadas con la ansiedad. La identificación de un nuevo circuito vCA1-LHA que controla rápidamente el comportamiento relacionado con la ansiedad, sin afectar el miedo aprendido, puede proporcionar nuevos objetivos para el tratamiento del trastorno del estado de ánimo y la ansiedad.
Cirugías Estereotácticas
Para todos los procedimientos quirúrgicos, los ratones se anestesiaron con isoflurano al 1,5% a una velocidad de flujo de oxígeno de 1 l / min y se fijaron en un marco estereotáctico (David Kopf, Tujunga, CA). Los ojos se lubricaron con una pomada oftálmica y la temperatura corporal se mantuvo a 37 ° C con un recirculador de agua tibia T / pump (Stryker, Kalamazoo, MI). Se afeitó el pelo y se esterilizó el sitio de la incisión antes de comenzar los procedimientos quirúrgicos, y se proporcionaron solución salina subcutánea y carpofeno de forma perioperatoria y durante 2 días después de la operación para prevenir la deshidratación y para la analgesia.
Para la obtención de imágenes de Ca 2+ in vivo , los ratones se sometieron a una única cirugía en la que se inyectaron unilateralmente 500 nl de virus GCaMP6f con una jeringa Nanoject (Drummond Scientific, Broomall, PA) antes de implantar una lente GRIN en el lugar de la inyección. Las lentes GRIN fueron implantadas con métodos descritos previamente (Resendez et al., 2016 ). Brevemente, se realizó una craneotomía centrada en el sitio de implantación de la lente, y la duramadre se extrajo de la superficie del cerebro y se limpió con una corriente de solución salina estéril y lanzas de absorción (Fine Science Tools (FST), Foster City, CA) antes de bajar el GRIN Lente (no se aspiró tejido fuera del sitio). Se insertaron 3 tornillos de cráneo (FST, Foster City, CA) en lugares espaciados uniformemente alrededor del sitio de implantación, y la lente se bajó lentamente en pasos DV de 0,1 mm y luego se fijó al cráneo con cemento dental (Dentsply Sinora, Filadelfia, PA) . Para la obtención de imágenes de vCA1, se usó una lente GRIN de ∼0.5 mm de diámetro, 6.1 mm de largo, y para dCA1 se usó una lente de GRIN de ∼1.0 mm de diámetro, 4 mm de largo (Inscopix, Palo Alto, CA). Las coordenadas de la inyección viral fueron (en mm, del tejido cerebral en el sitio): (vCA1: −3.16 AP, 3.25 ML, −3.85, −3.50, −3.25 DV; dCA1: −2.15 AP, 1.85 ML, −1.55, −1. 65 DV) y las coordenadas de la lente fueron (en mm, desde el cráneo hasta la craneotomía): (vCA1: −3.16 AP, 3.50 ML, −3.50 DV; dCA1: −2.15 AP, 1.30 ML, −1.30 DV). Al término de la cirugía, la lente se protegió con caucho de molde líquido (Smooth-On, Lower Macungie, PA) y los experimentos de imágenes comenzaron 3 semanas después.
Para las cirugías optogenéticas, los ratones se sometieron a una cirugía única en la que se inyectaron 500 nl de virus de opsina en la subregión vCA1 con una jeringa Nanoject como se describe anteriormente, antes de implantar fibra óptica en el sitio objetivo. Las fibras ópticas se realizaron con procedimientos previamente publicados ( Kheirbek et al., 2013 ), y se cortaron a ∼5mm de longitud para la implantación. Se implantó un solo tornillo de cráneo para permitir una mejor adherencia del cemento dental a la superficie del cráneo. El virus se inyectó en vCA1 en las siguientes coordenadas para todas las manipulaciones optogenéticas (en mm): (−3.16 AP, 3.30 ML, −3.85, −3.50, −3.00 DV desde el cerebro en la craneotomía). El silenciamiento del cuerpo celular vCA1 se realizó con un implante bilateral de fibra óptica y virus en las siguientes coordenadas (en mm): (−3.20 AP, 3.35 ML, −3.50 DV del cerebro en la craneotomía). La activación terminal de vCA1-BA se realizó bilateralmente con implante de fibra óptica a (en mm, desde el cerebro a la craneotomía): (−1.70 AP, 3.00 ML, −4.00 DV), y vCA1-LHA se realizó con un virus unilateral y fibra óptica implantada en : (−1.95 AP, 0.50 ML, −4.75 DV). Las cirugías de silenciamiento del cuerpo celular vCA1-LHA-ArchT se realizaron de forma bilateral con CAV2-Cre inyección en LHA en las coordenadas anteriores. Para el silenciamiento del cuerpo celular vCA1, se permitió que los ratones se recuperaran durante 4 semanas antes de comenzar los experimentos de comportamiento. Para la activación terminal, los experimentos comenzaron 8 semanas después de la cirugía para permitir una expresión viral suficiente y el tráfico de opsina a los terminales de axones.
Para los estudios retrógrados de CTB, se inyectaron 290nl de CTB conjugado (Life Technologies, Carlsbad, CA) unilateralmente en las subregiones LHA y BA o LHA y mPFC en una sola cirugía en las siguientes coordenadas (en mm del tejido cerebral en el sitio): (LH : −2.0 AP, 0.75 ML, −5.25, −5.0, −4.75 DV; BA: −1.70 AP, 3.0 ML, −4.25, −4.0 DV; mPFC: +1.90 AP, 0.3 ML, −2.75, −2.50 DV) y los ratones se perfundieron 7 días después de la inyección para histología.
Electrofisiología Patch-Clamp
Para las grabaciones de corte de terminal vCA1-ChR2, se anestesiaron ratones con expresión viral vCA1 de la opsina estimulante ChR2-eYFP (8 semanas después de la inyección viral, para permitir el tráfico de terminales de opsina a axón) mediante inhalación de halotano o isoflurano, descapitado y cerebro eliminado rápidamente. Se cortaron cortes coronales (350 μm) que contenían BA y LHA en un vibratome Leica VT1000S en solución de líquido cefalorraquídeo artificial de sacarosa parcial enfriada con hielo (ACSF) que contenía (en mM): 80 NaCl, 3.5 KCl, 4.5 MgSO 4 , 0.5 CaCl 2 , 1,25 H 2 PO 4, 25 NaHCO 3, 10 glucosa y 90 sacarosa equilibradas con 95% de O2 / 5% de CO2 y almacenadas en la misma solución a 37 ° C durante 30 minutos, luego a temperatura ambiente hasta su uso. Las grabaciones se realizaron a 30-32 ° C (TC324-B; Warner Instrument Corp) en ACSF (en mM: 124 NaCl, 2,5 KCl, 1 NaH 2 PO 4 , 25 NaHCO 3 , 20 glucosa, 1 MgCl 2 , 2 CaCl 2). Los terminales axones fluorescentes vCA1-ChR2-eYFP se ubicaron primero dentro de BA y LHA en un microscopio vertical Axioskop-2 FS (Zeiss). Las células rodeadas por estos axones se visualizaron luego a través de la óptica de contraste de interferencia de infrarrojo diferencial (IR-DIC) y se seleccionaron aleatoriamente para grabaciones de tensión de sujeción. Se utilizó una solución interna a base de cesio (en mM): 125 Cs-metanosulfonato, 4 NaCl, 10 HEPES, 1 EGTA, 4 MgATP, 0,3 Na 2.GTP, 10 Na-fosfocreatina, 5 QX 314-Cl). Las pipetas de parche se hicieron de vidrio de borosciliate (AM Systems) utilizando un extractor de micropipetas (Modelo P-1000; Sutter Instruments). En el baño, la resistencia inicial de la pipeta fue de 4.5-6.5 MΩ. Las grabaciones se realizaron sin corrección de potenciales de unión. Las señales de corriente y voltaje se registraron con un amplificador MultiClamp 700B (Molecular Devices, EE. UU.), Se digitalizaron a 5–10 kHz y se filtraron a 2,5–4 kHz. Los datos fueron adquiridos y analizados utilizando Axograph (Axograph Scientific, Sydney, Australia).
Para la estimulación óptica, se generaron pulsos de luz de 473 nm utilizando un láser DPSS de 100 mW (Opto Engine LLC, Midvale, UT) y se entregaron a través de un objetivo de 40X. Se utilizaron pulsos de luz individuales (1 ms de duración) cada 20 s para activar las fibras de vCA1 en el BA y el LHA mientras se registraban las EPSC monosinápticas evocadas por la luz en neuronas elegidas al azar.
Para los registros de cortes de cuerpos de células vCA1-ArchT, se anestesiaron ratones con expresión de ArchT (4 semanas después de la inyección viral) y se perfundieron con ACSF de sacarosa modificada que contiene (en mM) 75 NaCl, 2,5 KCl, 3,3 MgSO 4 , 0,5 CaCl 2 , 1NaH 2 PO 4 , 26.2 NaHCO 3, 22 glucosa, 52,6 sacarosa, 10 HEPES, 10 cloruro de colina, 1 piruvato, 1 L-ácido ascórbico (300 mOsml, pH 7,4). Se diseccionó el cerebro y se cortaron rodajas de 300 μm de grosor y se colocaron en una cámara de interfaz que contenía la misma solución modificada de sacarosa. Las rodajas se incubaron a 32 ° C durante 30 min, luego se mantuvieron a temperatura ambiente (23 ° C) en la cámara de interfaz durante al menos 1 h. Las grabaciones se realizaron a temperatura ambiente y se perfundieron con ACSF oxigenado que contenía (en mM) 119 NaCl, 2.5 KCl, 1.3 MgCl 2 , 2.5 CaCl 2 , 1.3 NaH 2PO 4 , 26.0 NaHCO 3 , 20 glucosa (∼300 mOsml) a 23 ° DO.
Los registros se hicieron a temperatura ambiente usando pipetas de parche tirados (5-7 mO) llenas con solución interna que contiene (en mM) 150 K-Gluconato, 1,5 MgCl 2 , 5,0 HEPES, 1 EGTA, 10 de fosfocreatina, 2,0 ATP, y 0,3 GTP. La luz verde se suministró a través de una lámpara de arco que pasó a través de un filtro de excitación TRITC y se entregó a través de un objetivo 40x centrado en el soma de la célula parcheada. Las grabaciones de patch-clamp se obtuvieron con los amplificadores de parche Multiclamp 700B, digitalizados con un Digidata 1322a, y los datos se recopilaron con el software pClamp 10 (Molecular Devices).
Ensayos de comportamiento
Elevated Plus Maze. Los ratones se colocaron en un laberinto de tamaño EPM estándar (13.5 «altura del laberinto del piso, 25» de longitud completa de cada tipo de brazo, ancho de brazo de 2 «, brazos cerrados de 7» de altura, con salientes de 0.5 «de alto / ancho en los brazos abiertos ), con lux650 lux ligero centrado sobre los brazos abiertos para promover la evitación. Los ratones se colocaron en la región central del laberinto y se les permitió explorar durante 10 minutos mientras se registraba el comportamiento con una cámara web EthoVision XT 10 (Noldus, Leesburg, VA) o una cámara digital (Carl Zeiss), y se analizaron con el software EthoVision o Software de seguimiento TopScan (Clever Sys, Reston, VA). Los comportamientos de Headdip en el EPM se puntuaron manualmente con el software Observer XT (Noldus, Leesburg, VA). Para los experimentos de silenciamiento de ArchT-GFP, los ratones se ejecutaron durante 20 minutos en el EPM para permitir un número suficiente de entradas de brazo abierto / eventos de activación con láser.
Nueva tarea de objetos . Los ratones se colocaron en una zona familiar (22 × 16 × 6 ”de largo, ancho y alto) que se les permitió explorar durante 20 minutos el día anterior, en condiciones de luz escasa (∼50 lux). El comportamiento durante la exposición inicial a la arena se registró y se siguió con el software EthoVision XT 10, y se dibujaron 4 zonas de esquina del mismo tamaño para determinar la preferencia de línea de base relativa para cada ubicación (6 × 5.5 ”de ancho y largo). Durante la sesión de objeto novedoso, se colocó un objeto novedoso que provocó un enfoque (un embudo tapado con cinta de color) en la zona de esquina menos preferida de la arena (desde el día 1 de seguimiento). A los ratones se les permitió explorar el terreno familiar durante 10 minutos y se registró el comportamiento con el software EthoVision XT 10 y la cámara web.
Prueba de campo abierto . Los ratones se colocaron en una arena (18 × 18 × 12 ”de largo-ancho-alto; Kinder Scientific, Poway, CA) con luz brillante (650 lux) centrada sobre la zona central, y se les permitió explorar durante 10 minutos mientras el comportamiento era Registrado y analizado con el software MotorMonitor.
Tarea de exploración de contexto para análisis de campo de lugar . Para el análisis de campo de lugar, a los ratones se les permitió explorar una arena novedosa (Contexto A- Contexto B- y Contexto A) (9,5 × 18 «de largo-ancho) durante 10 minutos cada uno en condiciones de luz baja lux, con un descanso de 10 minutos en una Transferencia de jaula entre sesiones. El contexto A era una arena lisa con paredes cortas (6 «de altura), mientras que el Contexto B se generó colocando camas estándar para el ratón, y paredes amarillas altas y redondeadas (10» altura) dentro de la misma arena que el Contexto A. La arena se mantuvo en el La misma ubicación para las 3 sesiones de imágenes, y el comportamiento se registró y siguió con el software EthoVision XT 10.
Preferencia de lugar en tiempo real . Los ratones se colocaron en una arena idéntica de 2 cámaras (18,5 × 10 × 8 ”de largo-ancho-alto) con camas de ratón estándar y lux de poca luz, y se les permitió explorar libremente ambas cámaras durante 20 minutos mientras se registraba el comportamiento con EthoVision XT 10 software.
Condicionamiento del miedo contextual. Los ratones se ejecutaron a través de un paradigma de condicionamiento del miedo contextual de 2 días. El día 1, los ratones se colocaron en una caja de choque de acondicionamiento de miedo estándar (Coulbourn Instruments, Holliston, MA) con las siguientes indicaciones contextuales: (olor a anís, ruido blanco y una luz encendida dentro de la cámara), y se les permitió explorar el Conéctelo durante 3 minutos antes de recibir un shock de pie de 2 s 0.7 mA con fuerza. En el día 2, los ratones se colocaron de nuevo en el mismo contexto durante 3 minutos para evaluar la congelación durante la recuperación de CFC. Para la modulación del terminal vCA1-LHA, al final de la recuperación del día 2, a los ratones se les aplicó un choque de pies adicional de 2 s para volver a entrenarlos para las pruebas de recuperación del día 3. Comportamiento fue la grabación con el software de video FreezeFrame (Coulbourn Instruments, Holliston, MA),
Imágenes de Ca 2+ que se mueven libremente
3 semanas después de la cirugía, los ratones se examinaron para determinar la expresión de GCaMP con un microscopio miniaturizado (Inscopix, Palo Alto, CA) y los procedimientos descritos anteriormente (Resendez et al., 2016). Los ratones se anestesiaron brevemente con isoflurano al 1,5% a 1 l / min de flujo de oxígeno y se fijaron en un marco estereotáctico. Se retiró el molde protector de goma de la lente, y se fijó una placa de base magnética a un microscopio y se bajó sobre la lente GRIN implantada para evaluar el FOV para las neuronas GCaMP +. Si las neuronas de GCaMP + eran visibles, la placa de base se cementó dentalmente en su lugar en el casco del ratón para permitir la creación de imágenes del mismo FOV durante varias semanas. Una vez que se colocó la placa base, se usó el mismo microscopio para cada sesión de imágenes con ese mouse, y el plano focal en el hardware del miniscopio no se alteró en todos los experimentos de imágenes para garantizar un FOV constante en todas las sesiones. Las sesiones de imagen de comportamiento de vigilia comenzaron el día después de la placa base y los ratones se anestesiaron brevemente (< 5mins) para adjuntar el miniscopio a la placa base cada día de sesión de imágenes. Se dejó que los ratones se recuperaran de la anestesia durante 30 minutos antes de comenzar la obtención de imágenes. Los videos de Ca 2+ se grabaron con el software de adquisición nVista (Inscopix, Palo Alto, CA) y se activaron con un pulso TTL de EthoVision XT 10 y el sistema de caja Noldus IO para permitir la adquisición simultánea de Ca 2+ y videos de comportamiento. Los videos de Ca 2+ se adquirieron a 15 cuadros por segundo con una exposición de 66.56 ms. Se seleccionó una potencia de LED óptima para cada ratón en función de la expresión GCaMP en el FOV (valores de píxeles), y se usaron las mismas configuraciones de LED para cada ratón a lo largo de la serie de sesiones de imágenes. Manipulaciones optogenéticas Los ratones fueron manipulados y habituados a cables adaptadores de fibra óptica durante 3 días antes de comenzar los experimentos de comportamiento. Para los experimentos de silenciamiento de ArchT-GFP, se suministraron ∼10 mW de luz constante a través de un láser de 52m m (Opto Engine, Midvale, UT; se usó un láser de 594 nm en los experimentos de silenciamiento de arco vCA1-BA) a fibras ópticas implantadas en cerebro de ratón usando un cable de conexión de fibra óptica como se describió anteriormente (Kheirbek et al., 2013). Para los experimentos ChR2-eYFP, se administraron ∼5-8mW de 5ms 10hz o 20hz de pulsos de luz mediante un láser de 473nm 100mW (Opto Engine, Midvale, UT), y el protocolo de suministro de luz se controló a través de un estimulador Master-8 (AMPI, Jerusalén, Israel). Para los experimentos de silenciamiento ArchT-GFP en bucle cerrado, se utilizaron el software EthoVision XT 10 y el sistema de caja Noldus IO para registrar el seguimiento en vivo de los ratones mientras exploraban las tareas de EPM, OFT y RTPP. El láser se activó cuando los ratones fueron seguidos en vivo en EthoVision en una zona de estimulación previamente dibujada (brazos abiertos para EPM, centro para OFT y una cámara seleccionada al azar para RTPP). Para los experimentos de ChR2-eYFP, las manipulaciones optogenéticas OFT se realizaron en períodos de láser de 3 minutos (encendido / apagado de luz). RTPP se ejecutó como se describe anteriormente. En CFC, en días de luz, Histología y microscopía confocal y epifluorescente. Para toda la histología, los ratones se perfundieron transcardialmente con paraformaldehído al 4% (peso / volumen) en solución de tampón fosfato 1X (PBS) y luego se extrajeron los cerebros y se fijaron posteriormente en PFA al 4% durante 24 horas, después de lo cual se transfirieron a 30% de solución de sacarosa en PBS durante 2 días. Los cerebros saturados con sacarosa se congelaron instantáneamente y se cortaron en secciones coronales de 50 µg de espesor en un criostato (Leica CM 3050S). Las secciones se incubaron con 1: 1000 Hoechst en PBS 1x (Invitrogen, Carlsbad, CA) durante 10 minutos para marcar los núcleos celulares, y se montaron y se cubrieron con un reactivo antifade ProLong Gold (Invitrogen, Carlsbad, CA). La expresión viral endógena de fluoróforos se utilizó en todas las preparaciones histológicas (no se requirió inmunomarcaje para visualizar fluoróforos). Las diapositivas de histología se tomaron en imágenes en un microscopio confocal (Leica TCS SP8) utilizando un objetivo de 10x o 20x, Se determinaron las colocaciones apropiadas de lentes de GRIN y de fibra óptica fijando los cerebros con las tapas de cabeza y los cráneos intactos durante 1 semana en PFA al 4% para mejorar la claridad de las lentes de GRIN y los tractos de fibra óptica. Los cerebros se colocaron luego en una solución de sacarosa al 30% como se describió anteriormente, y se recogieron los cortes en los pocillos de cultivo individuales para mantener el orden de AP preciso de las secciones para las reconstrucciones de colocación de lentes / fibra óptica. Luego, las secciones se montaron en orden AP, y la ubicación en el fondo de las puntas de fibra óptica y las lentes GRIN se determinaron visualmente para cada ratón mediante la inspección de las secciones en un microscopio epifluorescente. Para los estudios retrógrados de CTB, las imágenes en mosaico se capturaron en un microscopio confocal con un objetivo de 10x, y las células rojas, verdes y amarillas se contaron con una caja de herramientas Contador de células ImageJ. La laminación de las neuronas marcadas con CTB se determinó midiendo la distancia de las células contadas al borde Pyr / Rad en ImageJ. Para las mediciones de fluorescencia terminal anterógrada, los campos terminales vCA1 en BA y LHA se visualizaron en la misma ubicación AP (−1.70 mm) en ratones que expresan vCA1-ChR2-eYFP (8 semanas de inyección post-viral para permitir un tráfico suficiente de opsina para terminales de axon). Luego se tomaron imágenes de los subcampos BA y LHA en la misma sección con tiempos de exposición idénticos utilizando un objetivo de 2.5x en un microscopio epifluorescente vertical. Esto nos permitió controlar las diferencias en la línea base de fluorescencia de fondo entre las secciones, ya que las imágenes de los terminales BA y LHA se tomaron de las mismas secciones, y los niveles de fluorescencia se compararon en forma de pares. Las ROI de BA y LHA se dibujaron a mano en ImageJ, y se usó el valor de fluorescencia promedio para las comparaciones. Procesamiento de imágenes Para el procesamiento de imágenes de toda la población (promotor de Synapsin), el procesamiento de imágenes se realizó con el software Mosaic (versión 1.0.5b; Inscopix, Palo Alto, CA). Los videos se muestrearon en forma descendente con un factor de agrupación de 4 (16x), y el movimiento lateral del cerebro se corrigió mediante el motor de registro Turboreg (Ghosh et al., 2011, Ziv et al., 2013) que utiliza un cuadro de referencia único y funciones de alto contraste en la imagen para cambiar los cuadros con movimiento a las posiciones XY coincidentes en todo el video. Se recortaron los bordes negros de la conversión XY en la corrección de movimiento y se detectaron cambios en la fluorescencia al generar un video ΔF / F o usando una imagen de proyección z mínima de toda la película como la referencia F o para normalizar las señales de fluorescencia a la fluorescencia mínima de píxeles dentro del marco. Luego, los videos se muestrearon temporalmente con un factor de binning de 3 (hasta 5 cuadros por segundo). Las putativas células individuales y las señales de Ca 2+ se aislaron con un algoritmo automatizado de segmentación celular que emplea análisis de componentes principales e independientes en videos de ΔF / F o (Mukamel et al., 2009). Las supuestas células identificadas se clasificaron luego mediante inspección visual para seleccionar las unidades con la configuración espacial apropiada y la dinámica de Ca 2+ coherente con las señales de las neuronas individuales. Los eventos transitorios de Ca 2+ se definieron luego mediante un algoritmo de detección de eventos Ca 2+ que identifica picos de gran amplitud con tiempos de aumento rápidos y decaimientos exponenciales (parámetros: tau = 200 ms, tamaño mínimo del evento transitorio de Ca 2+ = desviación media de la media). Para imágenes específicas de proyección, los videos se agruparon espacialmente, se corrigieron con movimiento y se recortaron usando el software Mosaic de la misma manera que se describió anteriormente. Sin embargo, la segmentación de células se realizó utilizando un algoritmo automatizado mejorado optimizado para la obtención de imágenes de Ca 2+microendoscópica. para datos microEndoscópicos (CNMF-E) ( Zhou et al., 2016). CNMF-E se basa en un marco de factorización matricial no negativa restringida (NMF) ( Pnevmatikakis et al., 2016 ), y es capaz de lograr la eliminación de ruido, la desconvolución y la mezcla simultánea de estos datos de imágenes. A nivel técnico, utiliza un modelo novedoso para estimar y restar eficientemente las grandes señales de fondo presentes en los datos (los detalles del método se pueden encontrar en ( Zhou et al., 2016 )). Los videos corregidos por movimiento y recortados se ejecutaron a través del algoritmo CNMF-E con un diámetro de celda estimado de 18 píxeles (medido en celdas visibles en imageJ). Las neuronas putativas se identificaron y se clasificaron por inspección visible para la configuración espacial apropiada y la dinámica de Ca 2+como se describió anteriormente, y las unidades putativas se fusionaron o dividieron manualmente si la configuración espacial no coincidía con las regiones de interés (ROI) dibujadas manualmente en el administrador de ImageJ ROI de la inspección visual de una versión videoF / F o del video. En el documento, informamos los rastros temporales no difuminados extraídos por CNMF-E como actividad temporal de las neuronas. Estas trazas se escalaron en z con un nivel de ruido gaussiano estimado, correspondiente a una versión escalada de ΔF / F o de cada neurona. Ca 2+los eventos transitorios se definieron con un algoritmo de detección de eventos similar al descrito anteriormente. Los transitorios se puntuaron en Z con la media calculada a partir de los puntos de tiempo que carecen de actividad de Ca 2+ (definidos como puntos de tiempo con valores de fluorescencia menores que el cuantil 0.50 de todos los valores de fluorescencia de todas las células en el FOV). Los eventos de Ca 2+ se definieron como transitorios que excedían una amplitud de 2 sd desde una línea de base de 0.5 sd, con una duración mínima (calculada por [-ln (A / Ao) / t_half] donde Ao = 0.5 y A = amplitud de ese transitorio; t_half para GCaMP6f fue de 200 ms, tomado de (Chen et al., 2013)) antes de volver a un nivel de base de 0.5 sd. Luego, se detectaron eventos adicionales de aumento transitorio de Ca 2+ dentro de los transitorios de Ca 2+ detectados que eran grandes y de pico múltiple utilizando la función findpeaks en MATLAB (Mathworks, Natick, MA) con los siguientes parámetros (MinPeakProminence = 1.5 sd, MinPeakDistance = 1 s ). Todos los transitorios de Ca 2+ detectados se inspeccionaron visiblemente en cada celda para verificar la precisión. El área bajo la curva se calculó para los transitorios identificados desde el inicio transitorio (en el momento en que el transitorio excedió el umbral de 0,5 sd) hasta el desplazamiento (en el momento en que la amplitud del transitorio regresó al umbral de base de 0,5 sd). Para el seguimiento de celdas a través de múltiples sesiones de imágenes, los videos de varias sesiones se concatenaron en un solo video grande, y la corrección de movimiento se ejecutó en el video concatenado desde un solo cuadro de referencia para asegurar que la traducción XY del algoritmo de corrección de movimiento TurboReg ajustara todos los cuadros a el mismo lugar . La precisión del seguimiento celular y la estabilidad espacial a lo largo de los días de imágenes en el video concatenado segmentado se cuantificó. Brevemente (ampliando la descripción detallada en la leyenda de la figura para S3A-E), se seleccionó el umbral de correlación temporal transitoria de Ca 2+ para identificar pares emparejados temporalmente entre los grupos de video concatenado y segmentación de células de video individuales mediante inspección visual del Ca 2+ superpuesto transitorios entre pares de celdas con correlación máxima (a cada celda se le asignó una supuesta coincidencia con la celda en el segundo video con el que su valor de correlación transitoria era máximo). Esto dio lugar a una distribución bimodal de las correlaciones temporales de pares de células, con una división en Rho = 0,4 (todos los pares de células con transitorios que excedían de 0,4 de correlación se consideraron una coincidencia). Cuantificación y análisis estadístico Todos los parámetros estadísticos para análisis específicos se informan en las leyendas de las figuras del documento. Ca 2+ análisis de datos Los eventos transitorios de Ca 2+ y el comportamiento del ratón se analizaron con las funciones personalizadas de MATLAB (Mathworks, Natick, MA) para calcular la tasa de Ca 2+transitorios por celda mientras los ratones exploraron diferentes zonas y diferentes ubicaciones espaciales XY de la arena. La ocupación en diferentes zonas de arena se definió en el software EthoVision y se exportó como una salida lógica a 30 cuadros por segundo (la ubicación xy del punto central del mouse se rastreó en la arena definida por Ethovision para clasificar las muestras de comportamiento en zonas de arena específicas). Para el puntaje de comportamiento de headdip, se usó el software Observer XT (Noldus, Leesburg, VA) para puntuar manualmente los eventos de headdip y luego se exportó como una salida lógica similar al seguimiento de comportamiento de zona descrito anteriormente (se usó un sistema de puntaje de tecla de retención para registrar el cronometraje de eventos de headdip durante la duración de la sesión). Datos de comportamiento se muestrean a 5 cuadros por segundo para que coincida con Ca 2+ muestreo de datos transitorios, y Ca 2+los intervalos de tiempo transitorios se clasificaron en zonas de arena según el resultado del comportamiento de Ethovision emparejado en el tiempo para calcular el AUC y la tasa de transitorios de Ca 2+ en diferentes condiciones de comportamiento. Para trazar ejemplos de mapas de calor de Ca 2+ por distancia de la actividad vCA1 en el EPM, se calculó el desplazamiento xy del punto central del ratón (desde el seguimiento de Ethovision) desde el punto central del EPM arena desde cada intervalo de tiempo de comportamiento, y los desplazamientos xy fueron categorizados por tipo de brazo y agrupados por distancia (contenedores de 0,5 cm). La media de la actividad transitoria de Ca 2+ (a partir de los transitorios identificados de Ca 2+ solamente) dentro de cada bandeja de desplazamiento xy de comportamiento se calculó y normalizó para cada celda individualmente. Para los mapas de calor de Ca 2+ por tiempo, la actividad transitoria media de Ca 2+ en todas las células en un FOV se calculó en intervalos de 200 ms. Para definir la selectividad celular, los eventos de Ca 2+ se barajaron en el tiempo para celdas individuales (1000 iteraciones), y las tasas barajadas se volvieron a calcular en función de la categorización de la zona de tiempo de la zona de comportamiento como se describió anteriormente (las celdas de tiempo de comportamiento se mantuvieron constantes) para generar una distribución nula de las tasas de eventos de la zona Ca 2+ para cada celda. Una celda se consideró selectiva para una zona si su diferencia de tasa de eventos de Ca 2+entre zonas (EPM: abierto-cerrado; OFT: centro-periferia; Objeto nuevo: Zona de objeto nuevo-Zona neutral) excedió un umbral de 1SD desde la distribución nula ( el umbral se determinó comparando las tasas de zona para las "células neutrales" definidas en diferentes umbrales, y el umbral en el que las células neutrales no mostraron Ca 2+ significativo Se seleccionó tasa transitoria diferente entre zonas). Colocar celula analisis Los mapas de campo del lugar se dibujaron como se describió anteriormente (Leutgeb et al., 2007) con un tamaño de contenedor de ∼5cm 2 y un factor de suavizado sigma de 5, extraído solo de intervalos de tiempo móviles (los intervalos de tiempo inmóviles se definieron como velocidades <1cm / s, para episodios de comportamiento> 1 s de duración). Se requirió que se incluyeran en el análisis un mínimo de 10 eventos transitorios de Ca 2+ en la sesión, y los campos de lugar calificados se definieron como campos de lugar con 9 contenedores contiguos que contenían el 20% de la velocidad de disparo máxima. Los valores del contenido de información espacial se calcularon a partir de la primera sesión de imágenes de exposición del contexto-A. Los valores p de información espacial se calcularon como se describió anteriormente (Danielson et al., 2016a) generando una distribución nula de valores de contenido de información espacial por celda (barajando el tiempo de los eventos de Ca 2+ a tiempo para generar mapas de campo de lugar nulo, 1000 iteraciones), y comparando el valor verdadero del contenido de información espacial con esa distribución barajada. La estabilidad del campo del lugar se determinó comparando el valor R de las correlaciones del mapa del campo del lugar (correlación de Pearson). En este análisis solo se incluyeron las celdas con campos de lugar calificados en ambas condiciones (AA o AB).
Análisis de selectividad de tareas.
Para definir las neuronas selectivas a la tarea, las células se definieron por su selectividad para el brazo abierto EPM, la zona central OFT y la zona de objeto nuevo como se describió anteriormente. Luego se compararon poblaciones de células selectivas. La significación de la superposición se determinó mediante el muestreo aleatorio de una distribución simulada de células que contienen el porcentaje real de células de brazo abierto EPM en la población (muestra N = número total de células OFT de Novel Object en el centro, muestra simulada N = número total de todas las células incluidas en El análisis, muestreo a 10.000 iteraciones), para generar una distribución de superposición por muestreo aleatorio. El verdadero valor de superposición se calculó comparando el verdadero valor de superposición con estas distribuciones.
Referencias
• Adhikari A.
• Lerner TN
• Finkelstein J.
• Pak S.
• Jennings jh
• Davidson TJ
• Ferenczi E.
• Gunaydin LA
• Mirzabekov JJ
• Ye L.
• et al.

Doble disociación de la función dentro del hipocampo: memoria espacial e hiponeofagia.
Bannerman, DM, diácono, RMJ, Offen, S., Friswell, J., Grubb, M., Rawlins, JNP
Behavioral Neuroscience, Vol 116 (5), Oct 2002, 884-901
Las lesiones completas y dorsales del hipocampo perjudicaron el rendimiento espacial en 2 tareas de memoria de trabajo: alternancia recompensada en el laberinto en T y coincidencia con la posición en el laberinto de agua. En contraste, las lesiones del hipocampo ventral no tuvieron efecto en estas tareas, incluso cuando la dificultad de la tarea se incrementó por la introducción de retrasos. Las lesiones ventrales se parecían a las lesiones completas en la reducción de la ansiedad en 3 pruebas de ansiedad comúnmente usadas (interacción social, laberinto positivo e hiponeofagia). Las lesiones dorsales también parecieron ser ansiolíticas en la interacción social y en las pruebas del laberinto positivo, pero no afectaron la hiponeofagia. Las ratas con lesiones completas y dorsales mostraron hiperactividad, mientras que las ratas con lesiones ventrales no lo hicieron. Estos resultados muestran una doble disociación entre las lesiones del hipocampo dorsal y ventral (hiponeofagia vs. memoria espacial). Sugiriendo una diferenciación de la función a lo largo del eje septotemporal de esta estructura.

9 diciembre 2018

EL CEREBELO

Filed under: ANATOMIA,FUNCIONES PSIQUICAS — Enrique Rubio @ 20:04

El cerebelo

El cerebelo es una región del encéfalo cuya función principal es de integrar las vías sensitivas y las vías motoras. Existe una gran cantidad de haces nerviosos que conectan el cerebelo con otras estructuras encefálicas y con la médula espinal.
El cerebelo integra toda la información recibida para precisar y controlar las órdenes que la corteza cerebral envía al aparato locomotor a través de las vías motorasLas lesiones a nivel del cerebelo no suelen causar parálisis pero sí desórdenes relacionados con la ejecución de movimientos precisos, mantenimiento del equilibrio, y regulador del temblor fisiológico.
. Durante el siglo XIX comenzaron a realizarse los primeros experimentos funcionales, causando lesiones o ablaciones cerebelares en animales. Los fisiólogos observaban que tales lesiones generaban movimientos extraños y torpes, descoordinación y debilidad muscular. Sin embargo, las investigaciones modernas han mostrado que el cerebelo tiene un papel más amplio, estando así relacionado con ciertas funciones cognitivas como la atención y el procesamiento del lenguaje, la música, el aprendizaje y otros estímulos sensoriales temporales.
Durante las fases más tempranas del desarrollo embrionario, el tercio cefálico del tubo neural presenta tres dilataciones (vesículas encefálicas primarias) lo que nos permite dividirlo en tres segmentos distintos: prosencéfalo, mesencéfalo y rombencéfalo. El rombencéfalo es el segmento más caudal, y cuando el embrión tiene 5 semanas se divide en dos porciones: el metencéfalo, y el mielencéfalo. El metencéfalo es la porción más cefálica y dará lugar a la protuberancia (puente) y al cerebelo, mientras que del mielencéfalo se originará la médula oblongada (bulbo raquídeo). El límite entre estas dos porciones está marcado por la curvatura protuberencia.
El cerebelo aparece en todos los vertebrados pero con diferente grado de desarrollo: muy reducido en peces, anfibios y aves, alcanza su máximo tamaño en los primates especialmente en el hombre.
Del mismo modo que la corteza somatosensitiva, la corteza motora, los ganglios basales, los núcleos rojos y la formación reticular poseen una representación topográfica de las diferentes partes del cuerpo, esto sucede también en el caso de la corteza cerebelosa. El tronco y el cuello así como las porciones proximales de las extremidades quedan situadas en la región perteneciente al vermis. En cambio, las regiones faciales y las porciones distales de las extremidades se localizan en las bandas paravermianas. Las porciones laterales de los hemisferios cerebelosos (cerebrocerebelo) al igual que el lóbulo floculonodular (vestibulocerebelo), no poseen una representación topográfica del cuerpo.
Estas representaciones topográficas reciben aferencias desde todas las porciones respectivas del cuerpo y también desde las áreas motoras correspondientes en la corteza cerebral y en el tronco del encéfalo. A su vez, devuelven señales motoras a las misma áreas respectivas de la corteza motora y también a las regiones topográficas oportunas del núcleo rojo y de la formación reticular en el tronco del encéfalo.
James Papez y Paul D. MacLean se preocuparon evolución filogenética del cerebro humano. : Su teoría evolutiva del cerebro triúnico propone que el cerebro humano es en realidad tres cerebros en uno: el reptiliano, el de los mamiferos y el del hombres.
Paul MacLean fue el primero en proponer que el cerebro humano tiene tres porciones que son la suma de los cerebros que han pertenecido a otros animales en la evolución y cada una de ella creció encima de la otra. A lo largo de su evolución, el cerebro humano adquirió tres componentes que fueron surgiendo y superponiéndose.
1. Cerebro primitivo (arquipálio), constituido por la estructuras del tronco cerebral: Bulbo, cerebelo, puente y mesencéfalo, con el más antiguo núcleo en la base, el globo pálido y bulbos olfatorios. Se dice que corresponde al cerebro reptiliano, también llamado complejo-R de MacLean.
2. Cerebro intermedio (paleopálio), formado por las estructuras del sistema límbico. Y se corresponde al cerebro de los mamíferos inferiores.
3. Cerebro superior o racional , eln Neopálio, situado en la capa superior), que comprende la mayor parte de los dos hemisferios cerebrales (formado por el neocórtex) y algunos grupos neuronales subcorticales. Este último solo es compartido por los mamíferos superiores, incluyendo a los primates y el hombre.
Los tres cerebros están interconectados como computadoras biológicas y cada uno tiene su propia inteligencia especial, su propia subjetividad, su propio sentido del tiempo y del espacio y su propia memoria
Esta hipótesis se convirtió en paradigma e interpretó primero que el neocortex dominaba los otros niveles mas bajos. MacLean cree que esto no es asi y que el cerebro o lóbulo limbico de situación inferior y que controla las emociones, puede controlar las funciones del neocortex cuando lo necesita

El Complejo Reptiliano
El Complejo-R se compone del tronco cerebral y del cerebelo. Su objetivo está estrechamente relacionado con la supervivencia física real y el mantenimiento del cuerpo.
Los tres cerebros se desarrollan superponiéndose durante la evolución embrionaria del feto. Y también cronológicamente en la evolución de las especies ,filogenia, desde el lagarto hasta el homo sapiens. En palabras de MacLean, son como tres computadoras biológicas que, aunque íntimamente interconectadas, conservan cada una sus propias formas peculiares de inteligencia, subjetividad, sentido del tiempo y del espacio, memoria, motricidad y otras funciones menos específicas.
La parte más primitiva del cerebro básico, es el cerebro instintivo y reptiliano y esta formado por los ganglios basales, el tallo cerebral y el sistema reticular. Es esa parte la que se ocupa de las actividades instintivas. Se aloja en el tronco cerebral y se calcula que se desarrolló hace unos 500 millones de años. Se encuentra presente primordialmente en los reptiles, que
Son las especies animales con un menor desarrollo cerebral,el suyo, está diseñado para manejar la supervivencia desde un sistema binario: huir o pelear, con muy poco o ningún proceso sentimental. Tiene un papel muy importante en el control de la vida instintiva y se encarga de autorregular el organismo. Este cerebro no está capacitado para pensar, ni sentir. Su función es la de actuar, cuando el estado del organismo así lo demanda. La conducta animal e instintiva está en gran medida controlada por esta área del cerebro.
Se trata de un tipo de conducta instintiva programada y poderosa y, por lo tanto, es muy resistente al cambio. Es el impulso por la supervivencia: comer, beber, mantener la temperatura corporal, sexo, territorialidad, necesidad de cobijo y de protección. Es un cerebro funcional, territorial, responsable de conservar la vida y el responsable de las mayores atrocidades. Nos sitúa en el presente, sin pasado ni futuro y por tanto es incapaz de aprender o preveer. No piensa ni siente emociones y es pura impulsividad. En el cerebro reptiliano se procesan las experiencias primarias, no verbales, de aceptación o rechazo.
Aquí se organizan y procesan las funciones que tienen que ver con el hacer y el actuar. Es el responsable de las conductas automáticas, tales como las que se refieren a la preservación de la especie y a los cambios fisiológicos necesarios para la sobrevivencia. El sistema básico o reptiliano controla la respiración, el ritmo cardíaco, la presión sanguínea e incluso colabora en la continua expansión-contracción de nuestros músculos. Este primer cerebro es sobre todo como un guardián de la vida, pues en él están los mayores sentidos de supervivencia y lucha. Y además, mantiene la interrelación con los poros de la piel, los cuales son como una especie de interfase que poseemos con el mundo externo. Este primer cerebro es nuestro agente avisador de peligros para todo el cuerpo. Permite la adaptación con rapidez por medio de respuestas elementales poco complicadas emocional o intelectualmente. Esta conducta no está basada en consideraciones basadas en las experiencias previas ni en los efectos a medio o largo plazo.
Las conductas de las personas calificadas como de psicópatas, las que carecen de sentimientos de culpa, los y de paranoicos se ajustan a este patrón de conducta. En la psicopatía se juega el papel de depredador y en la paranoia el de presa. Es en este primer cerebro donde las adicciones son muy poderosas, tanto a algo como a alguien o a una forma de actuar. Por decirlo de alguna forma rápida, este primer cerebro es una herencia de los períodos cavernarios, donde la supervivencia era lo esencial.
Desempeña un papel crucial en el establecimiento de territorio, la reproducción y la dominación social. Las características primordiales de los comportamientos del Complejo-R es que son automáticos, tienen una cualidad ritual, y son muy resistentes al cambio.
El cerebelo es la estructura cerebral mas pobladas y variadas, de células y tienen cualidades de comportamiento superior.
El hecho se puede repetir en los tres cerebros de Maclean, y se superpondría la conducta, aunque controladas a la vez.
No obstante la biología, no borra las estructuras inferiores , las somete.
De forma que el cerebelo , es una complicada, anatomía y por supuesto una complicada funcionalidad, donde cierta inteligencia social , le permite vivir con independencia.
Bibliografia
rubiogarcia.net

21 noviembre 2018

ANATOMIA DEL ALMA .

Filed under: ANATOMIA — Enrique Rubio @ 19:42

ANATOMIA DEL ALMA

Que hacemos los humanos para tener dentro de la cabeza el universo. El cerebro inventa la luz o los colores, que no existen fuera, como tampoco está fuera el dolor. Lo que percibimos en el cerebro, es una realidad virtual producto de la interpretación de las ondas electromagnéticas que nos llegan por los órganos de los sentidos
Podríamos definir el cerebro como una máquina predictiva encaminada a disminuir la incertidumbre del mundo que nos rodea
El tejido nervioso consta de células nerviosas o neuronas y de células de soporte o glía. La célula nerviosa, o neurona, es propiamente la unidad elemental básica del sistema nervioso. El encéfalo humano contiene 100.000 millones de neuronas junto con una variedad de células gliales que ayudan a sostener y mantener la integridad física y fisiológica de las neuronas. La neurona consta de cuerpo celular o pericarion, partiendo del cuerpo celular neuronal se observan múltiples ramificaciones o dendritas, que son prolongaciones cortas y cónicas que reciben los impulsos nerviosos aferentes. Cada neurona da lugar a un único axón, que transporta los impulsos desde el cuerpo celular a otras partes del cerebro o médula espinal.
El cerebro funciona con electricidad. Los impulsos eléctricos son transportados desde el axón terminal a dendritas de otras neuronas en zonas diana apropiadas del encéfalo
El cerebro dispone sus células en su parte externa en lo que denominamos corteza (córtex cerebral) y en acúmulos más profundos que constituyen los ganglios basales
Es en la corteza cerebral donde se sitúan las funciones más finas sensitivas, motoras, y psicológicas. Según su arquitectura, es decir del número de capas en que se disponen las neuronas, en la corteza cerebral, se pueden diferenciar, claramente dos zonas: por un lado el paleo y arquicórtex, formada por tres capas de neuronas y por otro, el neocórtex.

La organización de las conexiones del encéfalo permite que múltiples impulsos excitatorios e inhibitorios sean integrados en una única experiencia mental.
Zonas específicas de la corteza cerebral reciben las aferencias de partes concretas del organismo, mientras que el córtex calcarino está retinotópicamente organizado, y el córtex auditivo está tonotópicamente organizado. Cada región sensitiva primaria tiene conexiones con áreas de asociación de modalidad específica, donde tiene lugar la convergencia e integración de diferentes atributos de la experiencia sensorial. Los axones de diferentes áreas sensitivas de asociación de modalidad específica, empiezan a converger en lo que se denominan áreas de asociación multimodal. En estas áreas se ha demostrado que existen neuronas, que por ejemplo, se activan en respuesta al estímulo visual, encontrándose entremezcladas con neuronas que responden a estímulos auditivos, y con neuronas que responden a estímulos sensitivos múltiples.

Una de las características del homo sapiens es el peso de su cerebro, el espesor de la corteza cerebral, la amplitud del lóbulo frontal y el diámetro biparietal. El cerebro humano pesa 1300 g mientras que el del chimpancé pesa sólo 350. No siempre el peso del cerebro es expresivo de la capacidad cerebral ya que la ballena los elefantes y otros animales tienen un mayor peso del cerebro así como un mayor volumen de este. La relación del volumen del cerebro comparado con el peso del animal es la proporción que marca la potencia intelectual de un mamífero.
Antonio Damasio experto en neurofisiología dice que la vida psíquica es el esfuerzo permanente entre dos cerebros un, cerebro emocional inconsciente preocupado sobre todo por sobrevivir y ante todo conectado al cuerpo. Otros cerebro cognitivo, consciente, racional y volcado en el mundo externo. Es todo cerebro son independientes entre cada uno de ello contribuye de forma diferente a nuestra experiencia de vida y a nuestro comportamiento.
El doctor Francisco Mora de una manera dramática dice “” como un montón de neuronas enmarañadas unas con otras pueden dar lugar a un a un individuo que piensa y siente, que llora y ríe y con ello levanta su mirada hacia el infinito universo y se pregunta por su existencia y su sentido”.
HABLAR del contenido de la Mente haría insoportable esta charla, pero si podemos detenernos en algo tan imprescindible para el hombre como es la
LA MEMORIA
Una vez aquí vamos a preguntarnos por algo tan complejo e infinito como la memoria que ocupa un lugar fundamental primario e imprescindible en nuestro vivir. Se la puede definir como una función del cerebro que codifica, almacena y recupera la información del pasado. Es el resultado de la conexión sináptica entre las neuronas de nuestro cerebro que de una manera repetitiva llega a ser exhaustiva lo que crea la llamada redes neuronales. La memoria no sólo nos ayuda a aprender sino algo que posiblemente es también muy importante es olvidar no podemos aprender sin olvidar no podemos seguir vivos cuando la pena nos asola cuando no podemos olvidar el sufrimiento.
Las espinas dendríticas. En el año 1920 don Santiago Ramón y Cajal presentó en Londres en un Congreso internacional la posibilidad de que el aprendizaje se producía con la aparición de unos grumos en las dendritas que eran expansiones del citoplasma o contenido de la célula y a las que llamo espinas dendriticas . Esto sorprendio gratamente a los asistentes que no se atrevieron a discutirle y tuvieron que pasar 100 años para que se confirmara su espectacular visión.
Las espinas dendrítica están muy verificadas en personas vivas por medio de los sofisticados medios de diagnóstico que poseemos. Y hemos visto que cuando aprendemos estas espinas dendriticas crecen y crecen más cuando repetimos el aprendizaje así como menguan o desaparecen si dejamos de aprender. El aprendizaje pues tiene un depósito anatómico y recientemente en el Instituto Carlos III ha conseguido convertir estas dendríticas en notas musicales y por tanto en música y con ello han comparado la disposición de estas espinas dendrítica en distintas edades. Viendo que a medida que crecemos algunas notas menguan.
MEMORIA FUGAZ
Desde hace mas de un siglo se conoce el caso del paciente HP y EP, que tras lesionarse la base del lóbulo temporal, nunca mas recordaron lo que hacían , solo le duraba su memoria unos segundos y nunca mas se volvían a acordar lo que habían hecho un minuto antes. Estos enfermos viviivieron hasta 20 años después de su lesión cerebral
SAVANT
Fue el doctor inglés John Langdon Haydon Down el que descubrió el síndrome que lleva su nombre. El síndrome de Down, que es un trastorno genético causado por la presencia de una copia extra del cromosoma 21 (o una parte del mismo), en vez de los dos habituales, por ello se denomina también trisomía del par 21. El Dr. Down describió también el síndrome del sabio idiota que posteriormente por respecto se le llama síndrome de SAVANT.
Es una condición en la que una persona demuestra capacidades o habilidades profundas y prodigiosas muy por encima de lo que se considera normal.
Las personas con síndrome de SAVANT pueden tener trastornos del desarrollo neurológico, especialmente trastornos del espectro autista, o lesiones cerebrales.
Los ejemplos más dramáticos de síndrome de se producen en personas que tengan una calificación muy baja en los tests de inteligencia, al tiempo que demuestra habilidades excepcionales o brillo en áreas específicas, como el cálculo rápido, el arte, la memoria o la habilidad musical.
El sello de SAVANT es que espontáneamente le aparece una gran habilidad sin haberla ejercitado nunca.
El SAVANT más espectacular que hemos conocido y que ha sido exhaustivamente estudiado incluso por la NASA ha sido Kim Peek , recientemente fallecido. Sufria una marcada subnormalidad que a los 42 años tenía que ser alimentado y aseado por su padre sin embargo tenía la mayor memoria conocida, era capaz de leer una página con cada ojo y referir todo el contenido del texto desde que empezó a leer hasta que murió, recordaba con exactitud entre otras muchas cosas los más de 8000 libros que había leido. Sin embargo tenía una severa lesión cerebral que en la mayoría de los pacientes que la padecen, produce severa epilepsia y deterioro mental. Le faltaba el cuerpo calloso. Que es una comisura de fibras blancas o proloncaciones de las neuronas que les permite comunicarse entre si un hemisferio cerebral con otro y que según nuestro conocimiento es imprescindible para el buen funcionamiento del cerebro.
ESTIMULACION MAGNETICA TRANSCRENEAL
Pascual Leóne de un investigador valenciano que trabaja en Estados Unidos en un alto puesto. Se dedica a la estimulación magnética cerebral desde el exterior del cráneo y hasta ahora con un éxito marcado ha conseguido mejorar capacidades perdidas en pacientes que habían sufrido, traumatismos, insulto vascular cerebral y otras enfermedades. Algunos pacientes recuperan movimientos, visión, modificación de la conducta entre otras patologías y se esta extendiendo esta técnica por todo el mundo, con una marcada mejoría del daño cerebral establecido.
Pascual Leone piensa que estos pacientes lesionados y sabios al mismo tiempo no son distintos a los demás, tienen polarizada su gran capacidad de aprendizaje a un foco. Memoria, calculo, arte , informática etcétera y afirma que posiblemente el cerebro está muy lleno de estructuras que le impiden un buen funcionamiento de la misma forma que una habitación llena de muebles es incómoda para vivir.
De manera experimental en enfermos despiertos ha estimulado estructuras cerebrales y ha visto que un campo magnético es capaz de cambiar una decisión sin que el paciente lo perciba y cuando este tiene unos resultados diferentes a los que había previsto, dice “me di cuenta a tiempo y rectifique”.
Hasta ahora la estimulación magnética que se ha generalizado para el tratamiento de muchas lesiones cerebrales con un acierto muy alentador, se hace tocando el cráneo con el estimulador magnético. Nos preguntamos; si no se podrá hacer a distancia y explicarnos así ciertas cosas que están ocurriendo.
La evolución de los homínidos desde el Australopitecos hasta nuestros días ha modificado de manera espectacular nuestras capacidades. Sobre todo en el terreno de la tecnología que probablemente maneja el hemisferio cerebral izquierdo. Sin embargo el hemisferio cerebral derecho que parece gobernar la disposición social no está tan evolucionada y los acontecimientos sociales que estamos contemplando son evidencia de que a este hemisferio derecho le queda mucho por aprender.
Nos hace falta un nuevo paso en la evolución y llegar a un cerebro que tenga como principio vital el amor a los demás.
Posiblemente Einstein sigue teniendo razón cuando en una carta a su hija le comunica que necesitamos el AMOR como energía para mejorar nuestra convivencia

22 agosto 2018

DEL MONO AL SAPIEN

Filed under: ANATOMIA — Enrique Rubio @ 15:15

DE DEL MONO AL SAPIENS

Después de un caminar tortuoso y lleno injerencias, aparece, hace 70.000 años, la especie del homo sapiens. El estudio y desarrollo de las culturas de este animal se llama historia.
La historia de las revoluciones del homo sapiens, tienen tres capítulos fundamentales.
1º La revolución cognitiva, marca el inicio de la historia hace unos 70.000 años.
2º. La revolución agrícola ocurre hace unos 12.000 años.
3º. La revolución científica, que empezó hace 500 años y da lugar a un nuevo evento difícil de etiquetar continua en estos momentos de la historia.
Los humanos debieron aparecer hace 2,5 millones de años, pero durante muchas generaciones no destacaron de los múltiples animales un con los que convivían.
¿Qué ocurrió? Para que se produjera esta particular evolución de los homínidos.
Homínidos hubo muchos antes de que empezara la historia. Por lo menos animales muy parecidos a los humanos modernos aparecen hace 2,5 millones de años. Pero durante mucho tiempo no destacaron de otros animales con los que convivían.
Los humanos evolucionaron por primera vez en África oriental hace unos 2,5 millones de años, a partir de un género anterior de simios llamado Australopithecus, que significa «simio austral». Los humanos en Europa y Asia occidental evolucionaron en Homo neanderthalensis («hombre del valle del Neander»). Las regiones más orientales de Asia estaban pobladas por Homo erectus, «hombre erguido», que sobrevivió allí durante cerca de dos millones de años, lo que hace de ella la especie humana más duradera de todas. En la isla de Java, en Indonesia, vivió Homo soloensis, «el hombre del valle del Solo», que estaba adaptado a la vida en los trópicos. En otra isla indonesia, la pequeña isla de Flores, los humanos arcaicos experimentaron un proceso de nanismo. Los humanos llegaron por primera vez a Flores cuando el nivel del mar era excepcionalmente bajo y la isla era fácilmente accesible desde el continente. Cuando el nivel del mar subió de nuevo, algunas personas quedaron atrapadas en la isla, que era pobre en recursos. Las personas grandes, que necesitan mucha comida, fueron las primeras en morir.
Los individuos más pequeños sobrevivieron mucho mejor. A lo largo de generaciones, las gentes de Flores se convirtieron en enanos. Los individuos de esta especie única, que los científicos conocen como Homo floresiensis, alcanzaban una altura máxima de solo un metro, y no pesaban más de 25 kilogramos. No obstante, eran capaces de producir utensilios de piedra, e incluso ocasionalmente consiguieron capturar a algunos de los elefantes de la isla (aunque, para ser justos, los elefantes eran asimismo una especie enana).
En 2010, unos científicos en la cueva Denisova, en Siberia, descubrieron un hueso del dedo fósil. El análisis genético demostró que el dedo pertenecía a una especie previamente desconocida, que fue bautizada como Homo Denisova. Mientras estos humanos evolucionaban en Europa y Asia, la evolución en África oriental no se detuvo. La cuna de la humanidad continuó formando numerosas especies nuevas, como Homo Rudolfensis, «hombre del lago Rodolfo», Homo Ergaster, «hombre trabajador», y finalmente nuestra propia especie, a la que de manera inmodesta bautizamos como Homo sapiens, «hombre sabio».
Los miembros de algunas de estas especies eran grandes y otros eran enanos. Algunos eran cazadores temibles y otros apacibles recolectores de plantas. Algunos vivieron solo en una única isla, mientras que muchos vagaban por continentes enteros. Pero todos pertenecían al género Homo. Todos eran seres humanos (véase la figura 2).
Estas especies no se dispusieron en descendencia directa: H. ergaster engendró al H. erectus, este a los neandertales, y los neandertales evolucionaron y dieron origen a nosotros. Lo cierto es que desde hace unos 2 millones de años hasta hace aproximadamente 10.000 años, el mundo fue el hogar, a la vez, de varias especies humanas.
Quién fue primero? ¿el hombre o la mujer? La Biblia enseña que Dios creó el mundo en seis días y al sexto día al hombre y después, a la mujer. La ciencia lo explica de otra forma: nuestro ancestro común femenino más reciente fue una mujer africana, la llamada «Eva mitocondrial» y ella llegó primero, mucho antes que el hombre. Los últimos estudios genéticos sobre evolución humana concluían que Eva tuvo que esperar a su Adán unos 84.000 años. Pero ahora dos nuevas investigaciones vuelven a cambiar la historia de la evolución humana.
El Libro del Génesis, se acerca un poco más. Concluyen que los antepasados que pasaron su genoma al resto de la Humanidad prácticamente se solaparon durante el tiempo evolutivo. La Humanidad sigue localizándose en África oriental, donde se cree que la especie humana actual nació hace unos 143.000 años. Y desde allí estos humanos modernos colonizaron al resto del mundo.
Los estudios sobre la coexistencia del hombre y la mujer se confunden. Según el trabajo de la Universidad de Standford, Adán llegó un poco antes.. Sus estimaciones indican que el hombre llegó hace 120.000 y 156.000 años y entre 99.000 y 148.000 años para la mujer. Los cálculos anteriores hablaban de entre 50.000 y 115.000 años atrás para el ancestro masculino. «Pero una diferencia de 8.000 años, no es significativa en la evolución humana . El profesor de genética de la Universidad de Stanford , Carlos Bustamante, llega a la conclusión, que tanto la Eva como el Adán mitocondrial surgieron casi al mismo tiempo. Los expertos en evolución humana utilizan la genética para explorar el pasado de la humanidad. Lo hacen estudiando los genes mitocondriales que son los que se transmiten intactos, sin mezclas de madres a hijas, y los genes del cromosoma Y, que se pasan del padre a los hijos. De esta forma intentan reconstruir el árbol genealógico de la humanidad y para denominar al ancestro común recurren a los nombres bíblicos «Adán» y «Eva» al que añaden el apellido «mitocondrial». A pesar de utilizar el nombre bíblico, es muy poco probable que fueran el único hombre y la única mujer con vida en el momento o los únicos que hoy tienen descendientes. El Adán y Eva mitocondriales fueron aquéllos que lograron trasladar con éxito el cromosoma Y y el genoma mitocondrial a la mayoría de los humanos actuales en un proceso de selección natural.
En su investigación los científicos de la Universidad de Stanford estudiaron las secuencias del cromosoma Y entre 69 hombres en nueve zonas diferentes del globo, en Namibia, República Democrática del Congo, Gabón, Argelia, Pakistán, Camboya, Siberia y México y Construyeron un árbol genealógico que también ha permitido conocer mejor las relaciones entre las poblaciones de nuestros antepasados que se expandieron desde África hacia el continente europeo y Asia.
Eran Elhaik, epidemiólogo genético de la Universidad de Sheffield, afirma que los primeros hombres estan en la tierra desde hace aproximadamente 209.000 años. Aunque estudios anteriores, remontan el primer linaje del macho humano a hace 308.000 años. Otro dato relevante de esa misma investigación había desvelado que el crucial cromosoma Y (masculino) fue el resultado del mestizaje entre el Homo sapiens hembra y los homínidos machos de otras especies.
En este sentido, y sin llegar a desacreditar también esta conclusión, el Dr. Elhaik matizó que “los seres humanos modernos, tanto los ancestros masculinos y femeninos, han surgido alrededor del mismo tiempo. Los antepasados humanos modernos han surgido en África hace poco más de 200.000 años”.
Un resultado matemático y científico ELENARTS/ISTOCK/THINKSTOCK
Es muy posible que cada hombre vivo tenga sus orígenes en un hombre que vivió hace unos 135.000 años, y ese hombre antiguo probablemente compartía el planeta con la madre de todas las mujeres. Los resultados, provienen del análisis más completo hasta la fecha del cromosoma sexual masculino (el cromosoma Y) anulan la investigación anterior, que sugirió que el antepasado común más reciente de los hombres vivió apenas 50.000 a 60.000 años.
“Adán” y la antigua “Eva” probablemente no vivieron cerca uno del otro. “Esas dos personas no se conocían”, afirma Melissa Wilson Sayres, una genetista de la Universidad de California, Berkeley .
Los investigadores creen que los humanos modernos abandonaron África entre 60.000 y 200.000 años atrás, y que la madre de todas las mujeres probablemente surgió de África oriental. El ADN de la mitocondria, se lleva dentro del óvulo, por lo que sólo las mujeres se lo pasan a sus hijos y puede revelar el linaje materno a una antigua Eva.
Por otra parte el cromosoma Y se transmite de forma idéntica de padre a hijo, pero a lo largo del tiempo, el cromosoma masculino se llena con duplicados, y se mezcla el ADN apareciendo defectos que se trasmiten en el futuro. Esto lo afirma el estudio Carlos Bustamante, un genetista en la Universidad de Stanford en California.
Bustamante y sus colegas hicieron la proeza de secuenciar todo el genoma del cromosoma Y en 69 hombres de siete poblaciones globales, desde bosquimanos africanos a Yakutos de Siberia.
Asumieron una tasa de mutación anclada a eventos arqueológicos (como la migración de personas a través del Estrecho de Bering), el equipo llegó a la conclusión de que todos los hombres de su muestra global compartieron un solo antepasado en África hace aproximadamente 125.000 a 156.000 años.
Además, el ADN mitocondrial de los hombres, así como muestras similares de 24 mujeres, reveló que todas las mujeres en el planeta remontan a una Eva mitocondrial, que vivió en África entre 99.000 y 148.000 años atrás casi el mismo período de tiempo durante el cual El Adán del cromosoma Y vivió.
En un estudio detallado en marzo en el American Journal of Human Genetics, el grupo de Hammer mostró que varios hombres en África tienen cromosomas Y únicos y divergentes que se remontan a un hombre aún más antiguo que vivió entre 237.000 y 581.000 años atrás.
Los estudios de genes siempre se basan en una muestra de ADN y, por lo tanto, proporcionan una imagen incompleta de la historia humana. Por ejemplo, el grupo de Hammer tomó muestras de un grupo diferente de hombres que el laboratorio de Bustamante, lo que llevó a diferentes estimaciones de cómo son los antepasados? comunes en realidad.
¿Adán y Eva?
Estas personas primitivas no son paralelas al Adán y Eva bíblicos. No eran los primeros seres humanos modernos en el planeta, sino sólo los dos de miles de personas vivas en ese momento con linajes macho o hembra ininterrumpidos que continúan hoy.
El resto del genoma humano contiene fragmentos minúsculos de ADN de muchos otros antepasados simplemente no aparecen en el ADN mitocondrial o en el cromosoma Y, dijo Hammer. (Por ejemplo, si una mujer antigua tuviera sólo hijos, su ADN mitocondrial desaparecería, aunque el hijo pasaría un cuarto de su ADN a través del resto de su genoma).
Según Nature, el laboratorio de Bustamante está secuenciando los cromosomas Y de casi 2.000 hombres más. Estos datos podrían ayudar a determinar con precisión dónde en África vivían estos seres humanos antiguos.
En síntesis el homo existe mucho tiempo antes que ADAN y EVA, y estos marcan un cambio definitivo en la evolución del Sapiens Sapiens.
Los australopitecos (Australopithecus, del latín «australis», del sur, y del griego «πίθηκος» pithekos, mono) son un género extinto de primates homínidos que comprende siete espe-cies. Las especies de este género habitaron en África desde hace algo más de 3,9 millones de años hasta hace unos 2 millones de años, del Zancliense (Pliocenoinferior) al Gelasiense (Pleistoceno inferior). La mayor novedad aportada por los australopitecos es que se despla-zaban de manera bípeda. El tamaño de su cerebro era similar al de los grandes simios ac-tuales. Vivían en las zonas tropicales de África, alimentándose de frutas y hojas. Existe consenso en que los australopitecos jugaron un papel esencial en la evolución humana al ser una de las especies de este género la que dio origen al género Homo en África hace unos 2 millones de años, el cual a su vez dio origen a las especies Homo habilis, H. ergas-tery finalmente al hombre moderno, H. sapiens sapiens.1

LUCY” LA MADRE ANCESTRAL DE LA HUMANIDAD
Lucy es el nombre del esqueleto fosilizado casi completo de un homínido perteneciente a la especie Australopithecus afarensis, de 3,2 millones de años de antigüedad, descubierto por el estadounidense Donald Johanson el 24 de noviembre de 1974 a 159 km de Adís Abeba, Etiopía, África. Se trata del esqueleto de una hembra y que al parecer tuvo hijos.
Este articulo me gusta, porque aunque es seguro que es ficción en gran parte, tal como vemos las cosas en estos días, podía ser verdad al menos en parte y porque siempre dela-xioma. El hombre puede convertir en relidad sus ideas
Es una revisión de datos de la red.
Teresa Sosa
Animación de un cráneo de Australopithecus hembra
El cerebro de la mayoría de especies de Australopithecus rondaba el 35 % (500cc) del tama-ño del cerebro del hombre moderno. Eran en su mayoría pequeños y delgados, con una talla de 1,20 a 1,40 metros de estatura. Aunque presentaban muchas características consi-deradas primitivas, su locomoción era claramente bípeda.2 En algunas especies existía un marcado dimorfismo sexual, siendo el tamaño de los machos significativamente mayor que el de las hembras. Los homínidos modernos, en particular Homo sapiens, no muestran diferencias tan marcadas y muestran un bajo grado de dimorfismo, siendo los machos en promedio solo un 15 % más grandes que las hembras. En Australopithecus, sin embargo, los machos podían ser hasta un 50 % mayores. Algunos estudios indican que la diferencia podría ser menos marcada.3
Descubrimiento de Lucy. Lucy, el fósil que reescribió la historia de la evolución humana. Era el 24 de noviembre de 1974 cuando se hizo el descubrimiento, el paleoantropólogo Donald Johanson descubrió en Hadar, al noreste de Etiopía, el conjunto de restos fósiles de un australopiteco que vivió hace 3,2 millones de años …24 nov. 2015
Lucy es el esqueleto más famoso del mundo. Hace 41 años, un grupo de paleontólogos descubrió en Hadar, al noreste de Etiopía, el conjunto de restos fósiles de un australopiteco que vivió hace 3,2 millones de años. Era una hembra de 1,1 metros de altura y se trató del primer hallazgo de un humanoide en buen estado que logra explicar la relación entre los primates y los humanos.
No había una, sino varias especies de autralopithecus que ocupaban África hace cinco mi-llones de años. Por las pistas que la arqueología ha ido recabando, muchos han cohabita-do. Como se acumulan los fósiles, nuestro árbol familiar se complica y la evolución huma-na se convierte en un laberinto. Los nuevos análisis sugieren que nuestras famosas ante-pasadas no eran solo caminantes, sino que conservaban costumbres arborícolas.
El 24 de noviembre de 1974, a 159 km de Adís Abeba, Etiopía (África), el paleontólogo Don Johanson y el joven doctorando Tom Gray descubren el esqueleto casi completo de Lucy, el primer miembro reconociblemente humano del árbol genealógico de los primates.
Perteneciente a la especie Australopithecus afarensis, de 3,2 millones de años de antigüe-dad, se trata del esqueleto de una hembra de un metro de altura, 27 kilogramos de peso (en vida) y unos 20 años de edad. . A su fama también se agrega el descubrimiento de un esqueleto en un 40%, lo que es excepcional en la paleontología.
Lucy pertenecía a una especie bípeda (caminaba sobre dos patas, erguida), distinta al Ho-mo sapiens debido a la proporción entre piernas y brazos. Además, la curvatura de sus manos es sustancialmente diferente a la de las nuestras y su pecho estaba estrechado ha-cia arriba.
En su especie, el cerebro era pequeño aunque si se compara con el conjunto de su cuerpo, tenía un tamaño considerable. Sus dientes eran muy grandes por lo que la cara sobresalía por delante del cráneo. El nombre Lucy proviene de la canción Lucy in the sky with dia-monds del conjunto musical The Beatles, que estaba siendo escuchada por los miembros del grupo investigador la noche anterior al hallazgo.
En el mismo sitio, un año después, se hallaron restos pertenecientes a un mínimo de seis individuos, dos de ellos de niños de unos cinco años, pero el esqueleto más completo fue el de Lucy, de quien se encontraron un total de 52 huesos. Actualmente los restos de Lucy están guardados en una caja fuerte en Adis Abeba, capital de Etiopía.
Una cuestión en la que los científicos parecen no ponerse de acuerdo se refiere, precisa-mente, a su forma de locomoción. ¿Vivían exclusivamente en el suelo y caminaban como cualquiera de nosotros o repartían su tiempo entre dos mundos y seguían trepando a los árboles como los monos?
Investigadores británicos utilizaron un modelo robótico para analizar las huellas de Lucy y poder averiguar su forma de andar. Este demostró que caminaba de manera similar a la de los seres humanos, así lo destaca el estudio publicado en Royal Society.
El antropólogo John Kappelman dirigió el equipo científico que ha completado el escaneo de Lucy, cuyos restos incluyen cerca del 40 por ciento de su esqueleto, lo que lo hace el más viejo y completo de entre los fósiles humanos adultos de andar erguido.
Examinando la arquitectura interna de los huesos de Lucy, los científicos pudieron estudiar cómo su esqueleto soportaba sus movimientos y posturas, y compararla en esas cuestio-nes con los de los simios y humanos modernos.
Como Lucy es tan completa, ella es una de los pocos fósiles que permiten comparar cómo usaba sus brazos con respecto a cómo utilizaba sus piernas. Estos nuevos datos permitirán determinar si es válida o no la teoría de que se colgaba de las ramas mientras estaba en la copa de los árboles, pero cuando descendía a tierra caminaba erguida sobre sus extremi-dades traseras.
La culminación exitosa del escaneo de Lucy implica que ahora el espécimen está archivado de manera segura en formato digital, otra de las razones por las que se decidió acometer esta tarea. Estos escaneos garantizarán que las generaciones futuras se familiaricen con Lucy. Una Lucy virtual será capaz de visitar las aulas de los colegios de todo el planeta.
Aunque Lucy es pequeña en tamaño su contribución a la ciencia ha sido grande. Represen-ta una especie bien diferenciada de ancestro humano, conocida como Australopithecus afarensis
En la excavación de un yacimiento situado en Etiopía que data de hace unos 3,4 millones de años en la misma zona donde vivía la famosa Lucy, los científicos han hallado fragmen-tos fósiles de un pie que no se corresponde con esta especie. Presenta características mor-fológicas más similares a las de los antiguos Ardipithecus ramidus, uno de los primeros homínidos que vivió hace 4,4 millones de años y que estaba adaptado tanto a caminar como a subir a los árboles, pero que, como el chimpancé, presentaba un hallux oponible y probablemente usaba sus pies más como un simio que como un humano moderno. Los expertos todavía desconocen cómo era esta criatura, ya que no han hallado dientes ni crá-neos para determinarlo, pero es evidente que no corresponde a la misma especie de Lucy. El hallazgo parece indicar la existencia de una nueva rama ya extinta dentro del árbol evo-lutivo de los homínidos

15 junio 2018

NUEVA CONFIGURACIÓN DEL ADN

Filed under: ANATOMIA — Enrique Rubio @ 18:28

NUEVA CONFIGURACIÓN DEL ADN
Pese a que este articulo es de divulgación solamente, nos ha aportado que puede haber otras conficuraciones del ADN de forma fisiologica,
Unas ideas elementales, dentro de lo complejo del tema, para osterimente ver que se pueden asociar las bases de forma diferente a lo descrito hasta ahora.
1. ADN Es el Ácido Desoxirribo Nucleico. Es una molécula presente en casi todas nuestras células que contiene la información genética. Esta molécula posee el código que determina todas las características y el funcionamiento de un individuo. Es, además, la encargada de transmitir la información de lo que somos a nuestros hijos, la molécula de la herencia. Como vemos, la palabra clave es “información”.
¿Cómo es? Cada molécula de ADN es una especie de palabra larguísima, con forma de hélice doble formada por una combinación específica de cuatro letras, A (adenina), T (timina), C (citosina) y G (guanina). Como vemos, algo extremadamente simple, como es la combinación de tan solo cuatro letras, da lugar a algo tan complejo como un ser vivo.
2. ¿Qué es un gen?, es la unidad de almacenamiento de información de los seres vivos. Son también las unidades que se heredan, que pasan de padres a hijos. Un gen es un segmento de ADN que codifica para una proteína. Codificar significa en este caso que cada gen contiene información para la producción de una proteína que llevará a cabo una función específica en la célula, en el organismo. En realidad es algo más complejo, puesto que algunos genes no codifican para proteínas, sino que son reguladores y algunos genes dan lugar a más de una proteína. Se estima que el ser humano contiene unos 20.000 genes.
3. ¿Qué es un cromosoma? Para entender qué es un cromosoma, lo primero que tenemos que tener en cuenta es que nuestras células no tienen un solo “cúmulo” de ADN en su núcleo, sino que este ADN se encuentra organizado, almacenado, de una manera estructurada. Estas estructuras en las que se organiza el ADN se denominan cromosomas.
Las células humanas tienen 23 pares de cromosomas (46 cromosomas en total), de los cuales la mitad proviene de la madre y la otra mitad del padre
4. ¿Qué es el ARN? , es el Ácido RiboNucleico. Una molécula muy parecida al ADN pero que desempeña otras funciones. Básicamente es la molécula que “media” entre el ADN y las proteínas. El ADN, como hemos visto, lleva información y a partir de él se fabrican las proteínas. Pero por sí mismo no es capaz de interaccionar con las estructuras celulares que actúan de fábricas de las proteínas. Ahí entra el ARN para “ayudarle”.
El ARN además es capaz de realizar otro tipo de acciones dentro de la célula. Algunos ARN son reguladores, participando en las actividades celulares a modo de controladores, diciendo cuándo un gen se tiene que convertir en proteína y cuándo no.
5. ¿Qué es una proteína?, son proteínas las moléculas que “realizan el trabajo”y formaan las estruuturas fundamentales de los organismos. Están formadas por ladrillos muy distintos de los que forman el ADN o el ARN. En este caso se llaman aminoácidos y hay 22 esenciales cuya combinación da lugar a las distintas proteínas.
La manera en que se relacionan las tres moléculas esenciales (ADN, ARN y proteínas). El ADN, que contiene la información, pasa esta información al ARN, a partir del cual ya sí que se fabrican las proteínas, que son las moléculas que llevan a cabo las funciones que nosotros vemos en nuestro cuerpo.
Por último, un ejemplo. Todos los seres humanos poseemos un gen que se denomina TYR. Este gen se encuentra localizado en el cromosoma número 11 del núcleo de nuestras células. Codifica para una proteína que se llama “tirosinasa”. Esta proteína es la responsable de una de las fases de producción de la melanina, que es la sustancia que da el color a nuestra piel, pelo y ojos. Pues bien, cuando el ADN del gen Tyr está alterado, mutado, ese error se transfiere al ARN, que a su vez va a dar lugar a una tirosinasa “anómala”. La proteína va a tener una letra cambiada en su código y es como si en vez de “tirosinasa” escribiéramos “pirosinasa”, por ejemplo. Eso provoca que no pueda llevar a cabo su función y origina lo que conocemos como albinismo.

CIENCIA
Investigadores australianos descubren una nueva estructura cuádruple del ADN. La nueva forma se conoce como i-motif y es la primera vez que se observa en células vivas. Esto representa un gran avance para nuevas líneas terapéuticas.

Diego de la Torre es el presentador de este articulo publicado en Nature Chemistry

Que presenta una nueva estructura molecular de cuatro hélices en el ADN. Esto ha cambiado por completo a aquella estructura que fue bautizada por Watson y Crick como “el secreto de la vida” allá por 1953. Recordemos que hace 65 años se anunció el revolucionario descubrimiento de la forma molecular del ADN, la icónica imágen de la doble hélice.
Realmente ya se sabía que no se trataba de la única forma de ADN. Los científicos ya habían podido observar una estructura cuádruple en células ‘in vitro’, pero nunca en una viva. Ahora, un equipo australiano ha demostrado esta nueva forma estructural en núcleos de células vivas humanas. El hallazgo abre nuevos caminos de investigación y es clave para comprender las células.
La diferencia con la doble hélice de ADN está en las citosinas. Sin la clásica forma estructural, las bases nitrogenadas se agrupan en dos: C-G (citosina y guanina) y A-T (adenina y timina), en la cuádruple son las citosinas las que forman grupos de dos entre ellas.
¿Cómo se descubrió?¿Qué aplicaciones tiene?
Como ya se ha comentado anteriormente, se sabía que esta forma se había visto y estudiado con células ‘in vitro’, pero había cierto escepticismo en que pudiera existir en el medio biológico. Para demostrar si esto se podía dar en células vivas humanas, los científicos utilizaron técnicas de fluorescencia y un fragmento de un anticuerpo que se adhiere a las formas estructurales del ADN. Esto hizo posible reconocer la cuádruple hélice.
Es esencial para la ciencia conocer los secretos del ADN. Gracias al descubrimiento de la hélice cuádruple se abren nuevos objetivos terapéuticos para controlar enfermedades complejas. Por ejemplo, la investigación contra el cáncer ha dado un pequeño salto gracias a esta investigación. Con estos datos las investigaciones ya conocen nuevos caminos para identificar y solucionar problemas. Un hallazgo esencial para la ciencia y la medicina.

14 junio 2018

EL CEREBRO DEL HOMBRE Y DE LA MUJER

Filed under: ANATOMIA,FUNCIONES PSIQUICAS — Enrique Rubio @ 19:39

Me llama profundamente la atención que en el examen de Lengua Castellana y Literatura, en las Pruebas de Acceso a la Universidad (PAU), en Junio del 2018, ha contado este martes con un texto del historiador israelí Yuval Noah Harari que reflexiona sobre la falta de igualdad entre hombres y mujeres en una de sus opciones.
Es un fragmento de su libro ‘Sapiens: De animales a dioses’, en el que Harari habla de la desigualdad entre hombres y mujeres, remontándose de la Grecia clásica a la situación actual.
Europa Press, consultó varios estudiantes por la opción que contenía el texto de Yuval Noah Harari (opción B) ha sido la escogida mayoritariamente porque les permitía aplicar mejor los recursos, en un examen que han asegurado era «como esperaban».
Se esta perdiendo el romanticismo y acudiendo a: primero el conocimiento y después lo demás y caiga quien caiga. Y además el estudio es muy positivo porque demuestra que mantener una actitud positiva ante la vida reduce el riesgo de mortalidad por cáncer, accidente cardiovascular y otras afecciones. Las mujeres optimistas viven más.
Según Victoria González, Un trabajo publicado en la revista American Journal of Epidemiology revela que las mujeres que mantienen una actitud optimista ante la vida tienen menos probabilidad de sufrir alguna de las afecciones que son causantes de la mayoría de muertes en el mundo occidental, incluyendo cáncer, infartos, infecciones, problemas respiratorios y enfermedades cardiovasculares.

El trabajo se realizó en la a Escuela de Salud Pública de Harvard, y se realizó el seguimiento médico y psicológico de más de 70.000 mujeres entre los años 2004 y 2012, con encuestas periódicas sobre el estado de ánimo de las participantes. Además, midieron otros factores que pueden influir en la relación entre optimismo y el riesgo de mortalidad: raza, presión arterial, dieta y actividad física.
Los resultados revelaron que, efectivamente, mantener una actitud positiva y confiada ante la vida es bueno para la salud: durante los ocho años que duró el estudio, las voluntarias más optimistas mostraron casi un 30% menos de probabilidades de morir por alguna de las causas analizadas con respecto a aquellas que lo veían todo más negro.

Aunque otros trabajos relacionan el optimismo con una mayor esperanza de vida y una mejor salud cardiovascular, se trata del primero que analiza la relación con otras causas muy comunes de mortalidad, tales como el cáncer o las enfermedades respiratorias.

«La mayoría de los esfuerzos médicos actuales se centran en reducir los factores de riesgo de las enfermedades más comunes. Este trabajo se une a otras evidencias científicas que muestran que trabajar en la mejora de la resistencia psicológica ante las adversidades puede ser una medida efectiva- y seguramente más barata que otras- para luchar contra ellas», explica Eric Kim, uno de los autores del estudio.
Las voluntarias más optimistas mostraron casi un 30% menos de probabilidades de morir por alguna de las causas analizadas

Es cierto que en los últimos años vivimos inmersos en lo que algunos expertos llaman ha pasado de llamarse uusted puede “you Can a ‘la tiranía del pensamiento positivo’ y todo esto fortalecido como casi siempre por la industria del dinero. Repetida y mentirosa.por una avalancha de eslóganes ‘optimistas’ de autoayuda, que afortunadamente en muchas ocasiones provocan el efecto contrario al esperado y que en cierto modo nos ‘obligan’ a estar felices y con la sonrisa puesta pase lo que pase.

Las voluntarias más optimistas mostraron casi un 30% menos de probabilidades de morir por alguna de las causas analizadas

Es cierto que en los últimos años vivimos inmersos en lo que algunos expertos llaman ‘la tiranía del pensamiento positivo’, abrumados por una avalancha de eslóganes ‘optimistas’ de autoayuda, que en muchas ocasiones pueden provocar el efecto contrario al esperado y que en cierto modo nos ‘obligan’ a estar felices y con la sonrisa puesta pase lo que pase. Obviamente, no parece muy posible – o al menos no hay evidencias al respecto- que sea cierto eso de que «si piensas que todo irá bien, al final irá bien», pero no hay que confundir dicha premisa con la conclusión de este estudio, que viene a decir que «si piensas que todo irá bien, quizás no vaya bien, pero tu salud sufrirá menos».

¿Cómo ayudar a las personas a tener una actitud más confiada ante la vida? «Algunos estudios han demostrado que se puede potenciar el optimismo con intervenciones tan sencillas y baratas como animar a la gente a escribir una lista con los mejores momentos en cada una de las áreas de su vida: trabajo, amistades, amor…», ha remarcado Kaitlin Hagan, otra de las autoras del trabajo

que todo irá bien , y persistió en ello”, casi seguro que ira bien o parecido, porque es muy posib Gle que esta capacidad humana sea un obsequio por vivir

Darwin, por Fernando Vicente
Lo que nos faltaba: también los neandertales dividían las tareas por sexos, según acaba de concluir una investigación sobre sus piezas dentales en Asturias, Francia y Bélgica. El estudio del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) sugiere que machos y hembras tenían iguales herramientas pero se ocupaban de distintas labores y, por ejemplo, eran ellas las costureras. Esto hace pensar que nuestra especie hermana —a la que Javier Sampedro llama «el extranjero en el tiempo»— era más similar a nosotros de lo que queremos pensar. Para lo bueno y, nos tememos, también para lo malo.
Incluso si se probara que ellas cosían mientras ellos cazaban, sería poco riguroso pretender dar lecciones de igualdad de género, concepto ideológico muy moderno, a la sociedad neandertal. Sigue abierta la pregunta: ¿es que todas las culturas humanas han sido machistas? Si es así, ¿por qué? Lo cierto es que los historiadores no han encontrado rastro de una civilización matriarcal de cierta envergadura, y algunos las han buscado con afán. El patriarcado domina a la humanidad al menos desde la revolución agrícola, hace 10.000 años, y solo hace un siglo que empezó a ser cuestionado.
Lo cuenta bien el ensayo De animales a dioses. Breve historia de la humanidad(Debate). El historiador israelí Yuval Noah Harari reflexiona en uno de los capítulos (‘No hay justicia en la historia’) sobre las raíces de la desigualdad entre sexos y acaba formulando tres teorías que sometemos aquí a debate. «El patriarcado ha sido la norma en casi todas las sociedades agrícolas e industriales y ha resistido tenazmente los cambios políticos, las revoluciones sociales y las transformaciones económicas», escribe. «Puesto que el patriarcado es tan universal, no puede ser el producto de algún círculo vicioso que se pusiera en marcha por un acontecimiento casual». Entonces ¿dónde está su origen? ¿En la masa muscular, en la propensión a la violencia? ¿O será que el machismo está grabado a fuego en los genes? Harari admite que ninguna de sus teorías es del todo convincente. A continuación, con pros y contras, sus argumentos y los de otros expertos.
1- Potencia muscular. Una idea muy extendida: el hombre somete a las mujeres por su mayor fuerza física. Por el mismo motivo se ocupó de los trabajos más duros y de esa forma acabó controlando la producción. Es una explicación sencilla, intuitiva. Pero juegan en su contra algunas objeciones: que los hombres son más fuertes es una verdad a medias (solo como promedio; y ellas suelen ser más resistentes al dolor o la enfermedad). Otro reparo es más de fondo: el poder social no suele depender de la fuerza física. Ni reyes ni generales ni sacerdotes han llegado a donde están por su musculatura. Lo normal ha sido más bien que desde el poder se viera el trabajo duro como cosa de esclavos, siervos o mercenarios.
2- La propensión a la violencia. Es una variación del razonamiento anterior con un matiz: la clave no es la fuerza sino la agresividad. «Millones de años de evolución han hecho a los hombres mucho más violentos que las mujeres», sostiene Harari. «Los hombres son más proclives a la violencia física y bruta», si bien, aclara, las fuerzas estarían parejas en la capacidad de conspirar, manipular o traicionar. Vistas las cifras esto no es ningún disparate: la inmensa mayoría de condenados por delitos violentos en todo el mundo son varones. En España, con datos de 2012, hubo 3.677 condenas por homicidio para varones, frente a solo 285 por mujeres, menos del 8%. Entonces, volviendo a Harari, habría sido la guerra la que forjó la sociedad y el patriarcado. Algunos peros: las guerras no son una pelea a puñetazos; las ganan los estrategas, los más organizados, o los que saben tejer alianzas y recabar apoyos. No los más brutos. Y, si la mujer estuviera mejor dotada para la negociación, ¿cómo no ocupó el poder político?, se pregunta el historiador.
3- Los genes. Atención que esto es peliagudo: ¿nos ha programado la evolución para el machismo? Según este punto de vista, durante millones de años «hombres y mujeres desarrollaron diferentes estrategias de supervivencia y reproducción». Entra aquí en juego la selección sexual que planteó Darwin: los hombres que lograban tener descendencia eran los más ambiciosos y competitivos; esa dinámica las convirtió a ellas en dependientes, al propiciar la descendencia de las que daban el perfil de «cuidadoras sumisas». Pero Harari también cree que esta hipótesis tiene grietas: en especies como los elefantes y los bonobos, la selección sexual llevó a una sociedad matriarcal en la que las hembras crean redes de cooperación muy eficaces frente a unos machos más individualistas. ¿Por qué no fue así con el sapiens?
Complicado debate. Uno echa de menos más atención a la maternidad, que aún en el siglo XXI sigue siendo un gran factor (¿el principal?) de discriminación femenina. Si acudimos a Darwin y Wallace, los padres del evolucionismo, podemos llevarnos un chasco: cosas de su época, les preocupaba poco el sexismo. Y consideraban obvia la superioridad intelectual masculina. Esto escribió Charles Darwin en El origen del hombre y la selección en relación al sexo,en 1871:
«La diferencia fundamental entre el poderío intelectual de cada sexo se manifiesta en el hecho de que el hombre consigue más eminencia en cualquier actividad que emprenda de la que puede alcanzar la mujer (tanto si dicha actividad requiere pensamiento profundo, poder de raciocinio, imaginación aguda o, simplemente, el empleo de los sentidos o las manos)».
El machismo implícito en el discurso del primer científico que explicó de dónde venimos lo analiza Elena Hernández Corrochano, profesora de Antropología de la UNED, en su artículo Darwin, los antropólogos sociales y las mujeres, publicado en Clepsydra en 2010. «Las ideas que Darwin y otros muchoseruditos de su época tenían sobre las mujeres eran creencias muy arraigadas enel imaginario colectivo, antes filosofadas por Rousseau, Diderot o Montesquieu». No desentonaba con su tiempo pero, eso sí se le puede reprochar, Darwin dio «una base científica a la universal subordinación de la mujer alhombre, una subordinación que, al darse en todas las sociedades que habían llegadoal estado de civilización, se convertía en la mejor posición a la que las mujeres podían aspirar».

El biólogo Jaume Bertranpetit, miembro del Institut de Biologia Evolutiva (IBE) del CSIC y la Universitat Pomeu Fabra y director de ICREA. «La pregunta está mal formulada. Si el machismo es la respuesta (el resultado) ¿cuál es la pregunta (las condiciones que lo han permitido)? No hay que negarse a aceptar las diferencias sexuales, bien determinadas por los genes y que tienen importantes implicaciones sociales. Sólo hace falta ver cómo se relaciona el dimorfismo sexual con la estructura de grupos en los diversos primates: fuerte dimorfismo en grupos con pocos machos y muchas hembras; escaso dimorfismo en los que forman parejas estables».
Para este estudioso de la evolución, «no hay duda de las diferencias entre sexos, sean físicas o de comportamiento; en humanos son pequeñas pero evidentes. Pero eso no implica que estas diferencias lleven a situaciones de poder social.
La biología nos muestra cómo son las cosas. Y es importante saberlas porque entonces culturalmente podemos cambiar nuestro comportamiento para adecuarlo a nuestros propósitos».
Tiene otro punto de vista la antropóloga Elena Hernández. Preguntada sobre las tres teorías del historiador israelí sobre las raíces del patriarcado, es rotunda: «Como sistema de subordinación que es, el patriarcado tiene que ver con la organización social de la sexualidad y de la reproducción, y no con supuestos biologicistas y naturalistas como los que propone Harari, que nos podrían llevar a entender que la subordinación de las mujeres es algo inevitable». Y añade: «Algunas antropólogas entendemos que no es tan importante saber el origen de este sistema de subordinación, como llegar a entender cómo se implementa en las diferentes culturas».
Otro experto, Joan Manuel Cabezas López, doctor en Antropología Social y coordinador de Etnosistema, se opone al «neogenetismo» que atribuye el comportamiento social a imperativos de la especie. «No considero plausible, ni tan siquiera como simple conjetura, que la biología o la genética expliquen ninguna conducta humana. Y mucho menos las comparaciones con elefantes o incluso con chimpancés, ya que dichos animales carecen de lo que distingue al Homo sapiens del resto de los seres vivos: la capacidad de generar complejos sistemas simbólicos, es decir, la posibilidad de cambiar el mundo factual a través de ideas».
Imagen del documental ‘Homo sapiens’ (2005)
Pero hablábamos del patriarcado como modelo universal. ¿De verdad lo ha sido? Son muchos los científicos que buscaron huellas de un matriarcado prehistórico. En el siglo XIX se extendió la creencia en un estado primitivo del hombre en que las mujeres habrían detentado el poder para luego perderlo (se supone que por un avance evolutivo). La idea la formulaba en 1861 Johann Jakob Bachofen en El derecho materno: una investigación sobre la ginecocracia en el mundo antiguo. Pero, en opinión deElena Hernández,como única prueba se agarraba a los mitos. Otro estudioso del siglo XIX,Lewis Morgan, miró como ejemplo el modelo social de los indígenas iroqueses de Norteamérica, pero esta experta objeta que el que fuera matrilineal (la descendencia se define por la línea materna) no significa que fuera un matriarcado.
Morgan explicaba la evolución de la familiade esta forma: el hombre había vivido inicialmente en la promiscuidad (principalmente incestuosa entre hermanos), luego en la poliandría (varios hombres compartían mujeres raptadas de otra tribu, eso garantizó al menos la diversidad genética) antes de llegar a la «familia bárbara» (una pareja sometida a la autoridad tribal), a la poligamia (derivada de la propiedad privada) y luego a la «familia civilizada». Según su tesis, fue la acumulación de riqueza, y con ella la idea de transmisión de la herencia, la que llevó al patriarcado.
El antropólogo Cabezas es rotundo al afirma que el matriarcado es un mito «si entendemos como matriarcado el reverso o polo opuesto del patriarcado. Nunca ha existido tal sociedad en la que las mujeres oprimían a los hombres. Lo que sí que hubo, y todavía hay, son sociedades en las cuales el género no constituye un elemento estratégico en la arquitectura social». Y añade: «Hablar de la sociedad matriarcal como estado primigenio-primitivo era, en la época del evolucionismo, considerarla como una sociedad inferior, arcaica, irracional… Exactamente lo mismo que se pensaba de las mujeres en la sociedad decimonónica, y que todavía se piensa de los primitivos hoy en día». Este artículo de la revista Mito profundiza en el asunto del matriarcado.
«La agresividad no es de origen genético, sino cultural: la socialización es la que ha podido comportar más violencia entre los varones en determinados grupos humanos». Y aporta un ejemplo: en Nueva Guinea, entre la etnia de los tchambuli, las mujeres se afeitan la cabeza, acostumbran a reírse de manera ruidosa, muestran una solidaridad de camaradas y son muy eficaces cazando. En cambio, los hombres se preocupan por el arte, emplean mucho tiempo para peinarse y están siempre criticando al sexo contrario… «A pocos kilómetros, otros grupos étnicos tienen percepciones completamente diferente de las expectativas y roles de género. El género, por lo tanto, es siempre una construcción social, jamás reducible al sexo». Y añade, en relación con la supuesta predisposición genética a la violencia en los varones, que en lugares como África «han existido ejércitos de élite formados exclusivamente por mujeres hasta hace sólo un siglo».
Pensar que el factor genético en el machismo resulta el más polémico,. ºEl comportamiento social sería solo una construcción cultural que podría estar determinado en los genes. Lo que ahondaría en la tercera tesis de Harari.

Ilustración del que podría ser un ‘Homo ergaster’ según un cráneo hallado en Dmanisi
Wade, que ha trabajado en Nature, Science y The New York Times, escribe que entre los cazadores-recolectores «la única división del trabajo era entre los sexos»: ellos cazaban y ellas recolectaban. Pero ve la clave en la tribu: «Las sociedades tribales han existido probablemente desde el principio de la especie humana». Y esas tribus, sostiene, se cruzaban mediante el intercambio de mujeres y se organizaban sobre la base de linajes que siguen la línea genealógica masculina. ¿Y antes de eso? Cuenta Wade que el Homo ergaster, hace aproximadamente 1,7 millones de años «es el primer antepasado humano en el que los machos no eran mucho mayores que las hembras. Una gran diferencia de tamaño entre los sexos, como en los gorilas, indica competencia entre machos y una estructura de harén. La diferencia de tamaño disminuye a medida que la formación de pareja se va haciendo más común

Cual es entonces el origen del patriarcado? Harari admite que no tiene una respuesta satisfactoria. «Quizás las hipótesis comunes sean simplemente erróneas.
¿Acaso los machos de la especie Homo sapiens no están caracterizados por la fuerza física, la agresividad y la competitividad, sino por unas habilidades sociales superiores y una mayor tendencia a cooperar? Sencillamente, no lo sabemos». Pero al final de su capítulo parece decantarse por la idea de que no hay nada inmutable en el machismo: «Lo que sabemos es que durante el último siglo los papeles de género han experimentado una revolución extraordinaria. (…)
Tambien es posible que el sistema patriarcal se funde en mitos infundados y no en hechos biológicos,
No tenemos una respuesta al origen del machismo, pero nos estamos jugando el futuro como pareja y quías esto quiera decir, estamos a punto escindirnos otra vez como le paso a nuestra abuela Lucy.
BIBLIOGRAFIA
Victoria González, comentario de un trabajo publicado American Journal of Epidemiology
J Harrari Homo Deus y Sapiens

5 junio 2018

El Cerebro, evolución y funcionamiento (I)

Filed under: ANATOMIA — Enrique Rubio @ 20:55

diferencia entre hominidos

3 Diciembre 2012DAVID SANMARTIN@David_S28
Desde que se descubrió la verdadera importancia del cerebro su estudio ha estado avanzando a pasos agigantados. Para esta serie de dos artículos intentaré dar una visión actualizada del conocimiento sobre este órgano en cuanto a funcionamiento y capacidades.
El cerebro humano moderno es el resultado de la evolución, relativamente rápida y constante, desde los primeros homínidos hasta el Homo sapiens sapiens.
Se ha podido corroborar que esta evolución ha estado favorecida por otros avances de partes corporales entre las que destacan el pulgar oponible (prensible) y el bipedismo.
Evidencias
En la antigüedad los científicos habían divagado sobre las funciones que desarrollaba este órgano, pero en la actualidad, mediante técnicas como la tomografía computacional o el electroencefalograma ese puede conocer mejor su estructura y dinámica. Este estudio minucioso del sistema nervioso también ha permitido conocer más sobre la unidad funcional y estructural del mismo: la neurona.
Estas células (las neuronas) tienen la capacidad de generar y transmitir impulsos eléctricos a otras de la misma tipología mediante la secreción de neurotransmisores en un contacto llamado sinapsis. Las drogas hacen variar el equilibrio químico de las uniones sinápticas.
El cerebro desarrolla diversas actividades de cierta complejidad: entre estas funciones destacan la memoria, el lenguaje, el habla, la praxia, la gnosia y la inteligencia.
Hoy en día el estudio del cerebro continua siendo muy activo debido a la complejidad del órgano y, aunque se tiene una visión ámplia del papel del mismo dentro del organismo, aún nos quedan muchas incógnitas por resolver.
Como Evolución
Muchos años antes, miles de años antes de nosotros, empieza a desarrollarse un mundo, enorme, cruel, bellisimo y lo mas terriblemente difícil, nos nos permite mucho acercarnos a el y conocerlo.

Enumeremos con todo el riesgo que tiene copiar datos, los periodos en años de evolucion
Hace 13.500 Aparecen la materia y la energía y se inicia la física y muy pronto aparecen los átomos y las moléculas.y se inicia la química.
Hace 4.500 se fora nuestro planeta. “ La Tierra”.
Años después, hace 3.800. Se ininicia la biología y apareen los organismos “vivos”.

Hace 6 millones de años, Aparecen millones chimpancés, aparece la abuela de la Humanidad Lucy y a partir de entonces los homínidos,

.
Hace 2,5millones de años, Evolución del género Homo en África. millones de Primeros utensilios líticos.
Hace 2 millones de años, los humanos se extienden desde África Eurasia.
Evolución de las diferentes especies humanas.
Hace 500.000, años los neandertales aparecen por evolución en Europa y Oriente Próximo.
Hace 300.000 años se generaliza el uso del fuego.
Hace 200.000 años en África oriental, aparece el Homo sapiens y este evoluciona deformas distintas pero progresivas.
Hace años 70.000, aparece la revolución cognitiva y sobre todo el lenguaje con el lenguaje ficticio.
Inicio de la historia. Los sapiens se extienden fuera de África.
Hace 45.000 años, los sapiens colonizan Australia. Extinción la megafauna australiana.
Hace 30.000 años, los sapiens colonizan América. Extinción de los neandertales
Extinción de Homo floresiensis. Homo 13.000 sapiens es la única especie humana superviviente
.
Hace 12.000 años, se modifican o desaparecen las plantas y animales y el homo se asienta de manera permanente. Y aparece . La revolución agrícola. Domesticación de animales, aparición de los Primeros reinos, escritura y dinero. 5.000 Religiones politeístas.
Hace 4,250 años, aparecec el primer imperio el Acadio de Sargón.
Hace 2.500 años se acuña el dinero universal.
SE expanden las grandes organizacione sociales, El Imperio persa; un orden político universal «para beneficio de todos los humanos». Budismo en la India: una verdad universal «para liberar del sufrimiento a todos los seres». Imperio Han en la China. Imperio romano en 2.000 el Mediterráneo. Cristianismo. 1.400 Islam .
Hace 500 años aparecec con caracteres progresivos , la revolución científica. La humanidad
admite su ignorancia y empieza a adquirir un poder sin precedentes.
Los europeos empiezan a conquistar América y los océanos. Y empieza el Auge del capitalismo.
La revolución industrial. Familia y comunidad son sustituidas por Estado y
Desde hace 200 años el cambio es dramático .Se extinguen multitud de plantas y animales.
Y los humanos trascienden los límites del presente planeta Tierra.
Las armas nucleares amenazan la supervivencia de la humanidad.
Los organismos son cada vez más modelados por el diseño inteligente que por la selección natural. El diseño inteligente se convierte en el futuro principio básico de la vida?
¿Homo sapiens es sustituido por superhumanos?

El cerebro humano tal y como lo conocemos actualmente ha sufrido un proceso de evolución de 2.5 millones de años desde nuestro ancestro más primitivo. Se considera que empezó a aumentar notablemente de tamaño en el Australopitecus africanus – posible predecesor de nuestro género con un volumen cerebral de proximadamente 500 centímetros cúbicos – y lo hizo a un ritmo estimado de 150.000 neuronas por generación.
Pese a tener una estatura similar a la del chimpancé, los cerebros de estos individuos empezaron a presentar volúmenes encefálicos significativamente superiores. Por su parte, los primeros miembros del género Homo mostraban una mediana de 700 centímetros cuadrados y evolucionaron de manera gradual y casi lineal – sin baches – hasta llegar a los 1.400 centímetros cúbicos del Homo sapiens actual.
A lo largo de nuestra evolución las mejoras en el cerebro y el cuerpo se han complementado recíprocamente: cuando una avanzaba, ésta impulsaba la mejora de la otra siguiendo un ciclo de retroalmientación positiva. De esta manera, ponerse de pie fue uno de los primeros hechos trascendentales de la humanidad y está constatado que esto sucedió antes de la aparición de lo
Un innovador análisis computacional dice que fueron los desafíos ambientales, como la búsqueda de alimentos, y no el vivir en grupos los que desarrolló nuestra inteligenciaElcerebro es el rey del cuerpo humano, un órgano caro, que consume mucho. Durante los primeros años, el crecimiento del cuerpo se ralentiza para concentrar toda su energía en alimentarlo. Ese es el motivo por el que, a diferencia de otros mamíferos, las crías humanas permanecen tan indefensas durante tanto tiempo. Mientras que un ternerillo se pone en pie y da sus primeros pasos prácticamente después del nacimiento, a un niño esa hazaña le cuesta más o menos un año, y faltará aún mucho para que pueda sobrevivir sin la ayuda de sus padres.
El cerebro humano deja de crecer a la edad de diez años, mucho antes de que su cuerpo alcance la madurez física. Esta estrategia vital no se repite en otros simios (aunque sí se ha comprobado en los neandertales, una especie humana extinta) y resulta desconcertante porque nos hace más pequeños, más vulnerables y menos productivos durante más tiempo. Pero, ¿qué fue entonces lo que impulsó nuestro cerebro inusualmente grande? Existen varias teorías al respecto, entre ellas la hipótesis social, que sugiere que el cerebro evolucionó a un mayor tamaño para ayudar a manejar nuestras vidas sociales cada vez más complejas, o la hipótesis del tejido costoso, que postula que el consumo de carne permitió que los cerebros evolucionaran a expensas del intestino.
Sin embargo, un problema fundamental con estas teorías es que dependen de datos correlativos y, por lo tanto, no pueden desenredar cuál es la causa y cuál el efecto. La nueva investigación, realizada por investigadores de la Universidad de Saint Andrews (Escocia) y publicada en la revista «Nature», ha utilizado una innovadora perspectiva metodológica para concluir que fueron principalmente los desafíos ambientales, como la búsqueda de alimentos, los que nos convirtieron en los seres inteligentes que somos.
En la configuración computacional de los autores, a medida que el ser humano envejece, hay un cronograma de inversión en el cerebro, el cuerpo y el tejido reproductivo. A medida que los individuos crecen, un aumento en el tamaño del cerebro permite un aumento en las habilidades, y un aumento en el tamaño del cuerpo hace que sea más fácil convertir esa habilidad en energía. El aumento de habilidades también ayuda a una reproducción exitosa. El modelo genera escenarios de historia de vida que están vinculados a predicciones de tamaños de cerebro y cuerpo.
Los repetidos estudios han permitido explorara cuatro tipos de desafíos:
Ecológicos (yo, versus naturaleza),
Coperativo ecológico (nosotros contra la naturaleza),
Competitivo entre individuos (yo contra usted)
Competitivo entre grupos (nosotros contra ellos). De esta forma, concluyeron que el tamaño del cerebro humano evolucionó en respuesta a varios factores que fueron un 60% ecológicos, un 30% relacionados con la cooperación y un 10% relacionados con la competencia entre grupos.
Curiosamente, la competencia entre individuos resultó relativamente poco importante. Los hallazgos son intrigantes porque sugieren que es más probable que la complejidad social sea una consecuencia más que una causa de nuestro gran tamaño cerebral, y que la naturaleza humana tiene más probabilidades de derivarse de la resolución de problemas ecológicos y la cultura acumulada que de las maniobras sociales. Es decir, que aprender a sobrevivir desarrolló más nuestro cerebro que aprender a solucionar los problemas que nos causan los demás.

CIENCIA. ADRIAN PARRONDO 08 Mayo 2018
«Los hombres no saben hacer dos cosas a la vez» o «las mujeres tienen el cerebro mucho más pequeño que los hombres» son frases que continuamente nos lanzamos entre hombres y mujeres con el fin de «picarnos» entre nosotros.
Sin embargo, lejos de comentarios con más o menos gracia, la ciencia ha hablado y ha sentenciado: los hombres tienen el cerebro más grande que las mujeres, pero ellas lo usan de una manera más efectiva que ellos.
Así lo afirma un estudio de la Universidad de Rotterdam, en Holanda, que ha analizado los cerebros de 900 personas entre 22 y 37 años, con el fin de conocer las diferencias reales que existen entre ambos sexos. Y los resultados, finalmente, han sido un poco contradictorios. ¿Qué primamos, calidad o cantidad?
Según las conclusiones de esta prueba, los hombres tienen por regla general un cociente intelectual con 3.75 puntos de media por encima de las mujeres. Todo ello se debe a que, en general, el cerebro de los hombres es un 14% mayor que el de ellas, y no se debe a que «piensen con la cabeza de abajo», como más de una vez se ha insinuado.
El jefe de la investigación, el doctor Dimitri van der Linden, ha afirmado lo siguiente: «Hemos podido comprobar que los cerebros de los hombres son más grandes que los de las mujeres. Nuestros análisas sugieren que esa es la razón por la que ellos obtienen una nota superior en los test de inteligencia».
Sin embargo, tras afirmar esto, los investigadores aprovechan para devolver el balón a ellas y, de paso, dejar un poco en mal lugar a los hombres.
Los hombres poseen un cerebro más grande que las mujeres pero menos eficiente que ellas»
Al parecer, aunque el cerebro de una mujer sea más pequeño y ello le haga tener, de media, un cociente intelectual menor que un hombre; hay que tener en cuenta que las conexiones cerebrales que se establecen entre las neuronas femeninas son mucho más consistentes y efectivas que las de un hombre. Todo ello hace que, finalmente, el cerebro de una mujer funcione mucho mejor y sea mucho más efectivo a la hora de procesar información que el de un hombre, a pesar de contar con menor masa cerebral. Por cierto, también ganan en los test de memoria, aunque ello no afecta a la inteligencia general de ellas, según han afirmado los responsables de este estudio. Cantidad vs. calidad.
Por todo ello, el estudio nos aporta dos puntos en los que cada sexo gana: las mujeres destacan en el procesamiento de la información, más rápido que el de los hombres. Los segundos, destacan por ejemplo en los tests de habilidad espacial, donde las mujeres tienden a fallar con mayor frecuencia.
A pesar de que este estudio está refrendado por otro anterior, realizado por la Universidad de California y que obtuvo las mismas conclusiones, algunos expertos han puesto en duda estos datos: «es un estudio que ha sido bien ejecutado, pero las pruebas halladas no son lo suficientemente contundentes para demostrar que un cerebro masculino es mas grande y más inteligente que los cerebros femeninos».
Mientras tanto, el debate queda patente. ¿Son más inteligentes los hombres o las mujeres? ¿Dejamos de atender al sexo de cada persona y nos centramos, mejor, en como es cada uno independientemente de su género?
No hay unanimidad
«Algunos estudios consideran que los cerebros de hombres y mujeres son iguales»
El resultado de este estudio, sin embargo, puede debatirse con otros que afirman que, en realidad, no existe ninguna diferencia destacable entre los cerebros masculino y femenino.
Este estudio de 2015, en el que participaron 1.400 personas (500 más de las que lo han hecho en el reciente), afirma que no hay ningún tipo de diferencia anatómica entre ambos sexos y que todas las que nosotros conocemos están más fundamentadas en las condiciones sociales y la cultura que en una razón anatómica.
De hecho, afirman que la excepción es que haya algún individuo con un cerebro 100% masculino o femenino, y que la inmensa mayoría presenta unas condiciones que podrían considerarse como «hermafroditas», es decir, que podrían valer tanto para una anatomía masculina como femenina.
Para llegar a esta conclusión, contaron con individuos de procedencia muy heterogénea e intentaron realizar todo tipo de pruebas posibles con el fin de que no hubiese ningún dato que se escapara a su alcance.

‘CELL’
| 2018-05-31 17:00:00 ‘NOTCH2NL’, los genes detrás del gran tamaño del cerebro humano
¿Cómo ha evolucionado el cerebro humano hasta alcanzar su dimensión actual? Dos estudios en Cell encuentran respuestas en el genoma.
Cráneo humano superpuesto con una ilustración del cerebro humano.
La evolución del cerebro en los últimos 3 millones de años jugó un papel importante en nuestra capacidad como especie para pensar y desarrollar la cultura. Pero siempre ha sido complejo determinar los cambios genéticos detrás de la expansión cerebral que nos hizo humanos. En dos trabajos que se publican en Cell, sendos equipos de investigadores identifican a la familia de genes NOTCH2NL, que parece desempeñar un papel importante en el desarrollo de la corteza humana específica y en la evolución de un cerebro grande.
Los genes NOTCH2NL retrasan la diferenciación de las células madre corticales en neuronas, lo que resulta en la producción de más neuronas a lo largo del desarrollo. Se encuentran exclusivamente en humanos, se expresan en gran medida en las células madre neuronales de la corteza cerebral humana, y se hallan en una parte del genoma implicado en los trastornos del neurodesarrollo.
«Nuestros cerebros se triplicaron principalmente a través de la expansión de ciertas áreas funcionales de la corteza cerebral, una base fundamental para convertirnos en seres humanos. En realidad, no hay otra pregunta científica más emocionante en la que pueda pensar que descubrir y descifrar los misteriosos cambios genéticos que nos hicieron lo que somos «, dice David Haussler, coautor principal de uno de los artículos y bioinformático de la Universidad de California, en Santa Cruz y del Instituto Howard Hughes.
El equipo dirigido por Haussler investigaban comparando los genes expresados durante el desarrollo cerebral en modelos derivados de células madre humanas y simias, cuando se dieron cuenta de que podían detectar NOTCH2NL en las células humanas, pero no en las de los macacos. Al observar el ADN, tampoco encontraron los genes en orangutanes y solo hallaron versiones inactivas en nuestros parientes más cercanos, gorilas y chimpancés.
La reconstrucción de la historia evolutiva de los genes NOTCH2NL reveló que mediante el proceso de conversión génica probablemente se reparó una versión no funcional de NOTCH2NL, que originalmente surgió como una duplicación parcial de un gen esencial en el neurodesarrollo, NOTCH2. Esta reparación solo se produjo en humanos, y estiman que ocurrió hace unos 3-4 millones de años, casi al mismo tiempo que los cerebros humanos comenzaron a expandirse, según sugieren las investigaciones en fósiles. Después de que fue reparado, pero antes de que divergiéramos de nuestro ancestro común con los neandertales, NOTCH2NL se duplicó dos veces más.
El equipo que presenta el otro trabajo, dirigido por el biólogo de desarrollo Pierre Vanderhaeghen, de la Universidad Libre de Bruselas, se topó con NOTCH2NL mientras buscaba genes específicos durante el desarrollo del cerebro fetal humano, usando tejido primario. «Uno de los santos griales para los investigadores de nuestro campo es descubrir qué genes son responsables durante el desarrollo humano y la evolución del cerebro grande, particularmente la corteza cerebral», dice Vanderhaeghen.
«Dada la importancia de la vía Notch en la neurogénesis, consideramos la hipótesis de que los genes NOTCH2NL pudieran actuar como reguladores del tamaño cerebral específicos de una especie. Es fascinante ver que genes que han aparecido muy recientemente durante la evolución interactúan con la vía de señalización probablemente más antigua entre los animales: la vía Nothc», añade.
Y concluye «tomados en conjunto, los dos trabajos apuntan a un repertorio selectivo de duplicaciones genéticas específicamente humanas que pueden actuar como reguladoras clave del tamaño cerebral y la función: menos copias de NOTCH2NL deberían conducir a un tamaño cerebral reducido, mientras que más copias aumentarían el tamaño».

27 mayo 2018

INCONTINENCIA FECAL. NEUROMODULACION SACRA

Filed under: ANATOMIA — Enrique Rubio @ 17:41

plexo lumbo-sacro

Neuromodulación sacra, una posible solucion en la incontinencia fecal
Miguel Ramudo. Barcelona | 2018-05-09 11:47:31


iinfiltracion plexo lumbar

La incontinencia fecal afecta de forma muy grave a la calidad de vida del paciente. La unidad de coloproctología del Hospital Universitario Mutua Terrassa es pionera en estimulacion del plexo sacro.
Tras una incontinencia fecal puede haber múltiples causas y no es una patología que afecte solamente a personas ancianas, sino que entre jóvenes puede darse también, llegando a afectar entre un 5 y un 10 por ciento de toda la población. Cuando los tratamientos farmacológicos y el biofeedback -un entrenamiento del suelo pélvico con ejercicios- no funcionan, la primera opción quirúrgica es la neuromodulación sacra.
«Consiste en colocar un electrodo en una raíz sacra, y conectarlo a una corriente eléctrica que genera una batería que se coloca a nivel subcutáneo, como si fuera un marcapasos. Lo que hace esto es modular los reflejos defectatorios y permitir que el paciente tenga control sobre el esfínter», explica Arantxa Muñoz, cirujana colorrectal del Hospital Universitario Mutua Terrassa (HUMT), un centro pionero en España en el tratamiento de la incontinencia fecal.
Para dar a conocer esta técnica, que llevan desarrollando desde hace casi 20 años, el HUMT organiza unos cursos de formación bianuales, que este año han alcanzado su cuarta edición. Se trata de una formación médica continuada que incluye formación básica en continencia fecal, así como en el tratamiento de la neuromodulación sacra y las restantes opciones terapéuticas que existen.
El origen de esta patología es muy diverso, pudiendo afectar a una gran variedad de pacientes. Está en primer lugar la incontinencia fecal multifactorial, que afecta a pacientes que han sufrido lesiones en el perineo, como puede ser un parto traumático o una cirugía hemorroidal, y que es la más frecuente. Pero también afecta a pacientes con trastornos neurológicos como la enfermedad de Parkinson o la esclerosis múltiple o aquellos que han sido sometidos a una cirugía de cáncer de recto.
En todos estos casos, la neuromodulación consigue unos resultados muy satisfactorios, en torno al 70 por ciento de eficacia. Pero cuando no tiene éxito, siguen existiendo opciones para el paciente. «Está la opción de la reparación esfinteriana o de la graciloplastia dinámica, en la que se utiliza un músculo de la pierna» explica Arantxa Muñoz.
En el año 1996, el HUMT empezó a implantar la neuromodulación, al participar en el primer estudio europeo multicéntrico que se realizó para evaluar su eficacia, pero no solo en eso han sido pioneros. «Dentro de la unidad de coloproctología contamos con una subunidad para tratar de forma específica a estos pacientes con incontinencia fecal. Nosotros recomendamos separar circuitos, con una consulta más específica, porque manejar este tipo de pacientes con otros de coloproctología suele ser difícil».
Además, el HUMT es el único centro español que cuenta con lo que se denomina un circuito de alta resolución. Gracias a este circuito, los pacientes solo necesitan una mañana para que se les lleven a cabo las exploraciones necesarias para hacer un diagnóstico adecuado, sin necesidad de hacerles regresar. «Solo hay cuatro o cinco centros más que lo tengan en toda Europa. Esto unido a que ofrecemos todo el abanico de tratamiento quirúrgico de la incontinencia fecal nos convierte en un centro de alta especialización, derivándonos pacientes no solo de Cataluña, sino también del resto de España».
Uno de los grandes retos a los que se enfrentan los profesionales que tratan la incontinencia fecal es el muro de silencio que aun hoy en día la rodea y que la invisibiliza muchas veces. «Es una patología muda, ciega y sorda: es muda porque el paciente no la confiesa hasta que es muy invalidante; es ciega porque muchas profesionales no conocen que hay soluciones, y es sorda porque las instituciones no priorizan los trastornos funcionales como este».
Pero que no se hable de ella no quiere decir que no tenga consecuencias para los pacientes que la padecen. De hecho, se trata de un trastorno que afecta de forma muy severa a todas las facetas de la vida diaria y perjudica seriamente la calidad de vida. «Hay algún estudio que asegura que el paciente con incontinencia fecal tiene una calidad de vida muy similar a la de un paciente neurológico severo. Pero con una intervención simple como la neuromodulación puede recuperar una vida normal».
La cirugía para aplicar la neuromodulación solo requiere de una anestesia local, sin necesidad de hospitalización. Una vez implantado, el paciente ha de llevar a cabo un seguimiento, para controlar la batería instalada y realizar modificaciones en los parámetros eléctricos en el caso de recaídas. «Para hacer el seguimiento, con que vengan una vez al año suele ser suficiente.
A pesar de que se trata de una operación costosa, Arantxa Muñoz asegura que analizando todas las variables resulta coste-efectiva. «Se ha de tener en cuenta todos los gastos que suponen un paciente con incontinencia no tratado. Están por un lado lo que suponen las bajas laborales. Y por otro el gasto social tremendo a parte de la merma de la calidad de vida del paciente».
Solo conozco a una amiga que tienen esta patología y la psicoterapia la esta ayudando. Pero lo ha pasado muy mal.
No esta de mas que se entere de esta posibilidad terapeutica, eso sí dejando algún tiempo de intervalo, a ver si persisten los buenos efectos.
Arantxa Muñoz, cirujana colorrectal del Hospital Universitario Mutua Terrassa (HUMT).

19 mayo 2018

TRANSPORTE ESENCIAL EN NUESTRA CÉLULAS

Filed under: ANATOMIA,INMUNIDAD — Enrique Rubio @ 20:20

UN SISTEMA DE TRANSPORTE ESENCIAL EN NUESTRA CÉLULAS
Cada célula es una fábrica que produce y exporta moléculas. Estas moléculas se transportan en pequeños paquetes llamados vesículas. Se han han descubierto los principios moleculares que permiten que el transporte en la célula se lleve al lugar y momento adecuado.

“Dentro de la célula los receptores “viajan” en rutas, que están juntas pero no mezcladas, hasta la membrana plasmática para localizar y activar una amplia variedad de complejos proteicos. Se produce una compartimentalización de vesículas cargadas de moléculas tanto para aquellas que permanecen dentro de la célula como para las que son exportadas al exterior,” explica Fernández Salguero. Las vesículas se asocian y fusionan con diferentes membranas celulares, y son ellas las que trasladan la carga entre compartimentos intracelulares o hacia el medio exterior si se unen a la membrana celular externa. Esto es de gran importancia, ya que desencadena la activación de las neuronas en el caso de que las sustancias liberadas sean neurotransmisores, o controla el metabolismo, en el caso de las hormonas. “A través de las rutas de secreción, la célula envía proteínas al medio intracelular o las capta de zonas extracelulares. Un caso muy característico es la liberación de neurotransmisores a la hendidura sináptica durante la transmisión del impulso nervioso. Los neurotransmisores se secretan y acumulan en regiones concretas de las neuronas pre sinápticas, cuando llega el impulso nervioso hay una acumulación de vesículas de neurotransmisores en regiones cercanas a la membrana que siguen una ruta de secreción concreta, y actúan para señalizar”, continua el investigador.

Este transporte celular también está implicado en la señalización por insulina y en la captación de glucosa por la célula para obtener energía. “Hay una ruta de secreción concreta por la que los receptores que introducen la glucosa en la célula viajan en vesículas cuya trayectoria las dirige a la membrana plasmática para captar la glucosa. En la diabetes, sobre todo de tipo II, esa ruta de secreción está alterada, de forma que las vesículas no transportan correctamente las moléculas de receptor hasta la membrana, constituyendo una de las causas de este tipo de diabetes”, comenta Fernández Salguero.

Sin embargo, los estudios del transporte celular no son sólo de aplicación en enfermedades metabólicas o neurodegenerativas, también son de interés en la investigación del cáncer. Oncogenes que pertenecen a la misma familia se mueven dentro de la célula por rutas vesiculares distintas. Según el investigador de la UEx, se cree que cuando este tráfico sucede de manera irregular puede contribuir a diferentes tipos de tumores, donde una forma concreta de oncogén sigue una ruta de movilización anómala dentro de la célula. Conocer esas rutas de movimiento vesicular de proteínas puede explicar por qué ciertos tipos de cánceres se ven afectados en mayor o menor medida por un oncogén y no por otros de la misma familia.

El tráfico vesicular interno es también importante para la captación de moléculas fuera de la célula. En inmunología, interviene en la entrada viral y en la liberación de moléculas y su distribución para que reconozcan los antígenos y los linfocitos.

Tres científicos, galardonados con los Premios Nobel 2013 , han aclarado cómo la célula organiza su sistema de transporte» interno y han detallado «los principios moleculares» que explican por qué este sistema es capaz de entregar las moléculas precisas «en el lugar adecuado, en el momento adecuado».
El Comité Nobel del Karolinska les otorgó este galardón por «sus descubrimientos de la maquinaria que regula el tráfico vesicular, un sistema de transporte esencial en nuestra células».
Se trata de los estadounidenses James E. Rothman y Randy W. Schekman y el alemán Thomas C. Südhof fueron premiados con el Nobel de Medicina por sus estudios sobre el transporte de moléculas dentro de las células, que puede tener utilidad para tratamientos contra la diabetes, el tétanos y otras enfermedades.

Cada tipo de vesícula debe enviar su carga especializada al destino correcto entre el intrincado laberinto de compartimentos que pueblan el citoplasma de las células de los animales complejos.
Ya antes Randy W. Schekman, de la Universidad de California, obtuvo su doctorado trabajando en Stanford en el departamento de Alfred Kornberg, también ganador del premio Nobel en 1959 por su identificación de la encima clave en la síntesis del ADN. Este científico no perdió el tiempo, en la Universidad de California, identificó 50 genes involucrados en el movimiento vesicular y determinó el orden y papel que cada uno de los productos proteínicos de los genes desempeña en el transporte de las moléculas en la célula.
Posteriormente los descubrimientos de Schekman fueron confirmados en organismos complejos, como los humanos. En la actualidad estudia si la acumulación de la proteína amiloide en los enfermos de Alzheimer se debe a un problema en la secreción de la célula.
Por su parte, Thomas C. Südhof, nacido en 1955 en Gotinga (norte de Alemania) y actualmente profesor de la Universidad de Stanford, se graduó en Medicina por la Universidad de Gotinga en 1982. En 1983 se trasladó a Dallas para trabajar como posdoctorado en el Centro Médico de la Universidad de Texas y tres años después puso en marcha su propio laboratorio en la Universidad Técnica del Suroeste, dependiente de esa misma universidad.
Allí comenzó una investigación de la neurona presináptica, de la que hasta entonces sólo se sabía que los iones de calcio estimulaban la liberación de neurotransmisores desde la vesícula hasta la sinapsis. Esta operación requiere de una fusión de las vesículas con la membrana plasmática, pero hasta los trabajos de Südhof no se sabía cómo se producía ésta.
El científico alemán mostró que el calcio conecta las proteínas de las membranas, estimulando el desencadenamiento de neurotransmisores.
En trabajos más recientes Südhof investigó cómo las alteraciones en las proteínas perjudican la química del cerebro, pudiendo causar la esquizofrenia o el autismo.

Recientemente en la contra de la vanguardia, Randy Schekman respondio a una serie de reguntas del periodista. Estornudo a su salida del avión y le pregunta LLuis Aiguet, ¿Se encuentra usted bien ?
Sí, gracias, no es nada: un poco de fiebre de algún virus que he pillado en el avión. Los aviones son gigantescas incubadoras de virus, y cada año pillo uno nuevo.
¿Eso fortalece su sistema inmunitario? Preferiría no fortalecerlo y estar sano.
¿Por qué existen los virus? ¿Sirven para algo aparte de para matarnos?
Su sentido evolutivo ha sido y es transferir genes de un organismo a otro infectando sus bacterias. Las piezas de ADN se transmiten así de una bacteria a otra.
¿Y así generan diversidad biológica?
Sí, pero ese mecanismo también tiene efectos indeseables para nosotros. Gracias a él, muchas bacterias se intercambian genes resistentes a los antibióticos y hacen que nuestros medicamentos pierdan efectividad y dejen de curar.
Las bacterias también aprenden.
Y más rápido que nosotros. Nos precedieron y nos sobrevivirán, ¿Sabía usted que convivir con un perro cambia tu microbioma? Al cabo de un tiempo de convivencia, hay bacterias de perro viviendo en el humano y bacterias de humano viviendo en el perro. Eso demuestra que ha habido coevolución entre perros y humanos y que nuestros organismos siguen evolucionando juntos.
Pero nosotros vivimos más: ¿podremos decidir algún día cuánto queremos vivir?
Yo creo que nuestro cuerpo tiene un límite en su existencia impuesto por muchos genes que han evolucionado para tener caducidad.
Izpisúa me dijo aquí que una célula madre en buenas condiciones vivía sin límite.
No sé cuánto puede vivir una célula madre, pero sí sé que es una célula en embrión: en cuanto se transforma en una célula ya diferenciada, su reloj biológico empieza su tictac. Pero: ¿Está usted seguro de que quiere vivir para siempre?
No me importaría poder decidir cuándo dejo de vivir. ¿A usted no le parece bien?
¡Claro! Pero sólo el recambio generacional permite la evolución. Si no nos morimos, los jóvenes, nuestros hijos y nietos, no pueden madurar y tener su propia identidad y establecerse.
Esto ya me parece mas complicado entenderlo, se olvida el premio novel de la trasversalidad, hay más cosas en la evolución de las que vemos.
¿Nuestra genética actual tiene un límite?
Nuestra genética da para que vivamos alrededor de 120 años, pero no creo que el reto ahora para la biomedicina sea alargar esa edad. Esto me parece lo más interesante de la entrevista. Es de win déjala y en el icono en el buen y con tan buena hoy en España en la gran oreja de calado por hora y
Los científicos deberíamos concentrarnos en mejorar la calidad de los últimos años de vida tanto como en alargarlos. Y esto es una cosa importanteen la entrevista.prolongar los años de bienestar mas que en los de vivir mas.
Debemos enfocarnos en lograr que sean tan buenos como ahora los 40 o 50 y dar así un final rápido e indoloro a nuestras vidas: ¿por qué nuestros últimos años tienen que ser un horror? Hoy suelen ser penosos y un desgaste emocional y de recursos para la familia.
Por eso no creo en la política ni en las religiones que a menudo acaban siendo luchas egoístas de poder: sólo la ciencia nos une y mejora nuestras vidas.
Easta parte es la mas emotiva de la entrevista donde se ve al nobel dolido por la perdida de su enposa en manos de una larga enfermedad neurodegenerativa. Parkinson y demencia.
“He visto a mi mujer morirse de parkinson durante 20 años con demencia al final”.
Seguimos sin entender los procesos de nuestra neurodegeneración. Sabemos que hay genes que predisponen al Alzheimer, pero ni siquiera estamos seguros de que sea la placa de amiloides, como hoy se cree, la que lo causa.
¿Podría ser un virus?
Podría ser. También descubrimos que un virus causaba algunos cánceres. Sabemos que uno de los genes que predisponen a la neurodegeneración es parte de una lipoproteína, pero aún no conocemos su conexión con la enfermedad. Y seguimos gastando millones en producir anticuerpos contra la acumulación de amiloides, pero sin ningún resultado concreto.
¿Por qué seguimos sin progresar?
Uno de los problemas para estudiar las neurodegenerativas es que no tenemos un modelo animal para reproducirlas. Uno de los últimos avances ha sido crear pequeños organoides, acumulaciones de células humanas, simulaciones de pequeños cerebros para investigarlas.
Serguéi Brin, uno de los dos fundadores de Google, ha donado más de mil millones de dólares a mi grupo para nuestra investigación. Por buenos motivos: su madre murió de una peculiar forma de Parkinson que él ha heredado.
Hemos identificado ya 80 marcadores genéticos del parkinson, y el objetivo ahora es crear esos organoides con células plenipotenciarias (IPS) de cada uno de los pacientes con uno de esos marcadores. Así los cultivaremos en el laboratorio e iremos probando tratamientos para detener la progresión de la enfermedad.
Dice al final algo que me aliente, es positivo en ver que el cáncer , “dice se ha curado”, yo solo le permito “que estamos curando”
No estamos más lejos de curar las enfermedades neurodegenerativas de lo que estábamos no hace tanto de curar el cáncer. Y hoy gran parte de cánceres se curan. Soy optimista, pero con sólidas razones científicas.
Randy Schekman declara un boicot a las grandes revistas científicas, se ha negado a publicar más en revistas como ‘Nature’, ‘Cell’ o ‘Science’ por las políticas de esas publicaciones. El premio Nobel de Medicina opina que sólo usan criterios editoriales al seleccionar los artículos y que promueven investigaciones «de moda».
Me parece muy bien, es mejor ponerse una vez colorado que cientos amarillos. Ya esta bien de dinero

« Newer PostsOlder Posts »

Powered by WordPress