Neurología: Descubren proteínas que afectan el aprendizaje y la memoria
Fueron científicos de la Universidad de Rutgers (New Jersey), y el descubrimiento podría significar un nuevo camino para el tratamiento de los desórdenes de aprendizaje y memoria.
(EurekaAlert!) Investigadores de la universidad pública de New Jersey (Rutgers) descubrieron lo que podría ser el nuevo objetivo de las drogas para tratamientos de las incapacidades de aprendizaje y de memoria, así como de enfermedades como el Alzheimer y el síndorme alcohólico fetal: se trata de una proteína conocida como cipina.
Podemos encontrar Cipina en todo el cuerpo, pero en el cerebro regula la ramificación de las neuronas. El crecimiento de esas ramas (dendritas) es un proceso importante en la función denormal del cerebro y se cree que aumenta cuando una persona aprende. La reducción de estas ramificaciones viene asociada a enfermedades neurológicas.
"La identificación de la cipina y el entendimiento de cómo trabaja en el cerebro es particularmente excitante pues abre nuevas avenidas para el tratamiento de desórdenes neurológicos serios —explicó Bonnie Firestein, profesos asistente de Biología Celular y Neurociencia en Rutger e investigador principal de este estudio—. Esto pavimenta el camino hacia el diseño de nuevas drogas que podrían apuntar a las moléculas de esta proteína."
Las proteínas o los genes que las codifican pueden trasformarse en el objetivo a la hora de desarrollar drogas para terapia efectivas precisamente focalizadas. Éste fue uno de los emergentes de las muchas revelaciones provistas por el Proyecto de Genoma Humano.
Firestein identificó y aisló por primera vez la proteína cipina en 1999, durante su investigación para el posdoctorado. Actualmente, ella se está enfocando en cómo trabaja en el hipocampo, una estructura crebral asociada con la regulación emocional y la memoria.
Sabíamos que la cipina existía en otras partes del cuerpo ejecutando otras funciones, pero nadie sabía que estaba presente en el cerebro", explicó Firestein. Su nueva investigación determinó que la cipina en el cerebro trabaja como una enzima involucrada en la configuración de las neuronas.
"Una terminación de neurona se parece a un árbol y, en el hipocampo, la cipina controla el crecimiento de las ramas —explicó—. Un incremento en el número de ramas provee lugares adicionales donde las neuronas pueden recibir información que puede pasar a través de ella, mejorando la comunicación."
Maxine Chen, una estudiante graduada en el Laboratorio de Firestein ayudó a establecer la conexión entre la cipina y el crecimiento de las dendritas. Cuando miró de cerca algunas neuronas en el laboratorio, ella encontró cipina sólo en cuertas neuronas. "Neuronas que tendían a ser más vellosas", según sus palabras en referencia a la proliferación de las dendritas. La estimulación de las neuronas en un plato, también produjo un incremento general de la proteína. Esto dio la evidencia para incrementar el crecimiento de dendritas.
La graduada asociada Barbara Akum verificó a posteiori la conexión entre la proteína y la ramificación. Usó una nueva técnica molecular desarrollada por el profesor asistente de Rutgers, Samuel Gunderson, especialista en biología molecular y bioquímica. Con esta nueva hertramienta, Akum redujo la expresión de la cipina y observó un decremento equivalente en la ramificación. Según Firestein, la proteína acturía como pegamento que fija entre sí las moléculas en largas estructuras encadenadas que se extienden a través de las ramas a modo de esqueleto.
"Cipina trabaja sobre la tubulina, una porteína que es un bloque constructivo estructural del esqueleto de la dendrita —explicó Firestein—. Si sólo tomas nuestra proteína purificada y la mezclas con tubulina en un tubo de ensayos, la Cipina por sí misma originará las estructuras de esqueleto para crecer."
Un documento presenta esta investigación en Nature Neuroscience online, a partir del 19 de enero.
Científicos de California descifran cómo el cerebro guarda y recupera los recuerdos de larga duración
Un equipo de neurobiólogos de la Universidad de California ha identificado, por primera vez, la región del cerebro donde se guardan y se recuperan los recuerdos de larga duración, según informa la revista Science.
(ElMundo.com) Los hallazgos sugieren nuevos métodos para el tratamiento de los trastornos de la memoria, incluido el mal de Alzheimer y otras demencias, señala la revista.
"Los científicos saben desde hace mucho tiempo que el hipocampo procesa la memoria reciente, pero no sabían qué parte del cerebro almacena nuestros recuerdos más añejos", explicó Alcino Silva, profesor en la Escuela David Geffen de Medicina, de la Universidad de California.
"Sabíamos, sí, que el hipocampo no almacena los recuerdos de forma permanente", añadió Silva, investigador principal del estudio.
"La mayoría de las personas define la memoria como sus experiencias de vida colectivas", agregó, y dijo que "estos recuerdos definen quiénes somos, pero hasta ahora no sabíamos claramente en qué forma el cerebro los guarda y cómo los recupera".
Tres estrategias
Los científicos emplearon tres estrategias. En la primera recurrieron a la ingeniería genética y crearon ratones con una forma mutante de un gen llamado kinasa II, que elimina la capacidad de mantener memorias antiguas.
Los entrenaron para que reconocieran una jaula, y luego probaron su memoria de dicho encierro uno, tres, dieciocho y 36 días después del entrenamiento.
Los ratones reconocieron la jaula hasta tres días después del entrenamiento, pero su memoria había desaparecido después de 18 y 36 días, indicó Silva.
En el segundo experimento se usaron métodos con imágenes para rastrear visualmente cuáles son las regiones de la corteza cerebral de un ratón normal que se activan durante una prueba de memoria.
Ninguna parte de la corteza registró actividad cuando se expuso al animal a la jaula después de un día de entrenamiento, pero a los 36 días las imágenes mostraron actividad en una región llamada cingulado anterior.
Finalmente, los investigadores inyectaron a ratones normales un medicamento que desactivó temporalmente el cingulado anterior, y descubrieron que ello no perturbaba la memoria de la jaula en el animal tres días después del entrenamiento, pero sí la interrumpía de 18 a 36 días después.
Silva cree que cuando una persona recuerda una memoria, el anterior cingulado ensambla rápidamente las señales de la memoria desde diferentes sitios del cerebro.
"Si el cingulado anterior funciona mal, la memoria que se recupera puede ser demasiado fragmentada como para que tenga sentido para la persona —dijo—. Es como un rompecabezas al que le faltan piezas. Y esto podría ser lo que ocurre con la demencia", concluyó
Explican cómo selecciona nuestra memoria los recuerdos útiles
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El mecanismo que lo hace es una función neuronal que controla la información que se almacena. Dicen que tener más memoria no está relacionado con la capacidad de recordar muchas cosas sino con la de seleccionar la relevante.
(Clarín) - La memoria visual a corto plazo es bastante limitada: a pesar de los numerosos objetos que rodean al hombre, su capacidad le permite recordar sólo unos pocos. Por eso, cuantos menos objetos irrelevantes se tengan en cuenta, mayor será la capacidad de recordar las cosas realmente importantes. A esa conclusión llegó un grupo de expertos de la Universidad de Oregon, Estados Unidos.
La investigación se publica en la prestigiosa revista Nature porque es la primera vez que se establece cuál es el mecanismo de selección de la memoria. Y al contrario de lo que se creía, tener más memoria no está relacionado con la capacidad de recordar la mayor cantidad de cosas posibles sino con la capacidad de seleccionar qué es lo importante y desechar los datos o la información que no vale la pena.
Los investigadores hablan de bouncer ("rebotador" o "rechazador") para explicar en forma simple cómo funciona este mecanismo neuronal que controla la información que se almacena o no. Luego de analizar el comportamiento neuronal, aseguraron que esto ayudará a tratamientos para mejorar la memoria, combatir el déficit de atención cognitiva y hasta la esquizofrenia.
Edward Vogel y sus colegas del departamento de Neurociencia Cognitiva de la Universidad de Oregon mostraron a un grupo de estudiantes unos puntos coloreados de una pantalla. Y compararon la habilidad de recordar lo que habían visto con y sin otros puntos coloreados colocados para distraer. Grabaron y analizaron la actividad cerebral de cada uno. De esta manera, se descubrió que los que habían grabado en su mente los objetos irrelevantes tenían menor capacidad para recordar los que sí debían.
Además, descubrieron que esta eficiencia al momento de seleccionar qué información se debe recordar y cuál no vale la pena varía de una persona a otra, y que la memoria visual es una buena herramienta para predecir la capacidad de filtrar de cada uno.
"Creíamos que los que tienen gran capacidad de memoria visual podían almacenar mayor información, pero ahora sabemos que lo más importante en realidad es este mecanismo neuronal relacionado con la capacidad de discernir y controlar qué cosas deben recordarse", explicó Vogel.
La percepción visual se refleja en la activación del hemisferio contralateral (un estímulo izquierdo activa el hemisferio derecho y viceversa). Lo que midió Vogel es la variación de esa activación en el hemisferio correspondiente de acuerdo al número de estímulos que el individuo percibía en un momento dado. Los que más variaciones registraban, eran los que mayor dispersión mostraron, lo que les dificultaba memorizar.
Los hallazgos tiran abajo la idea de que la capacidad de la memoria sólo depende de la cantidad de información que puede guardar la mente al mismo tiempo. Este giro en el concepto de memoria tiene varias implicancias: desde desarrollar mecanismos más efectivos para optimizar la memoria hasta mejorar los diagnósticos y tratamientos del trastorno de déficit de atención. En esto acuerda Angel Golimstock, jefe de la sección Trastornos de Memoria y Conducta del hospital Italiano.
Vogel llevó adelante sus experimentos junto a otros dos graduados de la universidad, Andrew McCollough y Maro Machizawa. Grabaron la actividad cerebral de estudiantes de 19 a 28 años mientras hacían tareas en sus computadoras. Primero les pidieron que recordaran dos rectángulos rojos y que ignoraran los azules. Sin excepción, los más capaces lograron ignorar los azules, pero los menos capaces no pudieron dejar de lado los rojos.
"Varía mucho de una persona a otra la habilidad de recordar o no las cosas irrelevantes. Esto tampoco significa que las personas con menor capacidad de memoria sean menos inteligentes: aparentemente tiene sus ventajas almacenar información irrelevante, y quienes lo hacen en general son las más imaginativas", dijo Vogel. Y recordó que estudios neurofisiológicos en monos indicaron que la corteza prefrontal cumple un rol crucial para determinar qué información debe ser mantenida en la memoria.
Según el investigador, las diferencias individuales en la capacidad de memoria no reflejan sólo la variabilidad del espacio del almacenaje sino la eficacia con la que cada persona asigna ese espacio disponible.
Estudian a "Rain Man" para develar los secretos de la mente
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Científicos investigan el cerebro del hombre que inspiró la película de Hollywood. Su verdadero nombre es Kim Peek y recuerda de memoria 9.000 libros.
(Clarín) - A Kim Peek le llevó poco más de una hora leer La caza del octubre rojo de Tom Clancy. Cuatro meses después, cuando le preguntaron si recordaba el nombre del operador de radio ruso del libro, Peek reprodujo todo el fragmento relevante en el que se hacía referencia al personaje.
Evidentemente, se trata de un hecho prodigioso. Sin embargo, para Peek —el "sabio" de la vida real en el que se basó el personaje de Dustin Hoffman en la película Rain Man— recordar algo de esta envergadura no significa más que un pantallazo de sus poderes. Para él es normal ya que sabe 9.000 libros de memoria. Puede darle indicaciones a la gente para que se ubique en diferentes ciudades de EE.UU. en base a mapas que memorizó hace años. Y recuerda perfectamente las fechas de todos los acontecimientos mundiales importantes.
Pero ahora hay más datos para agregar al prodigio de la memoria de Peek. Su cerebro puede ser la puerta que sirva para develar los misterios de la mente. Sucede que, actualmente, los científicos utilizan los estudios sobre las facultades de Peek para arrojar luz sobre la mente humana y abrir el camino para que la gente explote más su potencial intelectual.
Al menos, esto es lo que revela el último número de la publicación Scientific American.
"La historia de Kim nos revela que el cerebro humano es mucho más flexible de lo que pensábamos", dijo Darold Treffert, médico psiquiatra y uno de los autores del documento publicado por Scientific American.
"Como muchos otros sabios, sufrió una discapacidad en una zona de su cerebro, pero la compensó adquiriendo nuevas capacidades poco frecuentes en otras áreas. Esto demuestra que todos nosotros tenemos un potencial intelectual oculto. Al estudiar a Kim y otros sabios, podemos aprender a descubrir esos poderes", explicó el científico en la revista especializada.
Para profundizar y completar este estudio está colaborando la NASA. Desde la agencia espacial estadounidense se están llevando a cabo escaneos electrónicos del cerebro de Peek para intentar entender cómo usan los astronautas sus cerebros en el espacio.
Kim Peek, de 54 años de edad, nació con una deformidad en el cerebelo, en la base de su cerebro, y no tiene cuerpo calloso, el manojo grueso de nervios que normalmente conectan los dos hemisferios del cerebro.
De chico, se suponía que sufría un retraso mental grave. Recién después de mucho tiempo se descubrió que su condición era mucho más compleja. Tenía capacidades superlativas para la aritmética, pero no podía resolver las abstracciones de las matemáticas. En 1988, le adjudicaron un coeficiente intelectual de 87, muy por debajo del promedio. Sin embargo, algunos de sus resultados parciales se enmarcaban en el rango de la genialidad.
Peek tiene una mala coordinación física, pero una considerable capacidad de memoria, y en los últimos dos años logró convertirse en un pianista consagrado. Este último progreso —en un hombre de cincuenta y tantos años al que le faltan fragmentos importantes del cerebro— es particularmente importante, agregó Treffert.
Una clave para entender el estado de Kim es que sus hemisferios cerebrales derecho e izquierdo no están conectados. Nuestro cerebro izquierdo, donde se centra nuestra destreza lingüística, tiende a dominar nuestro cerebro derecho. Sin embargo, esto no fue lo que sucedió en el caso de Kim, lo que sugiere la posibilidad de que su cerebro derecho haya podido desarrollarse libremente.
Peek manifiesta poco interés personal en la gente más allá de los detalles aritméticos de su vida. En una conversación telefónica a su casa en Salt Lake City la semana pasada, me preguntó por mi cumpleaños. Cuando se lo dije, reaccionó con una frase. "Ah, nació un domingo", dijo, sin equivocarse.
"Es como bajar datos a un disco rígido", dijo su padre, Fran, "excepto que el suyo nunca colapsa".