13 febrero 2018

La amígdala puede jugar un papel más grande de lo esperado en el reconocimiento facial

12 de febrero de 2018 
por Emily Bywaters, 
Universidad de Texas en Dallas

Una nueva investigación del Centro de BrainHealth en la Universidad de Texas en Dallas revela que la amígdala puede jugar un papel más importante en la capacidad del cerebro para reconocer las caras de lo que se pensaba anteriormente. En un estudio publicado en Neuropsychologia, los científicos encontraron que la amígdala respondió más específicamente a las caras que el área del giro fusiforme (FFA), parte del cerebro tradicionalmente asociada con el reconocimiento facial.
Illustration of the Time-Resolved Selection
Effects fMRI task (Chen et al., 2011).


"La amígdala es una parte del cerebro asociada con la supervivencia, luchar o escapar. Actúa como una puerta de entrada que regula a qué prestamos atención", dijo el Dr. Daniel C. Krawczyk, subdirector del Centro de Salud del Cerebro y profesor asociado en el Escuela de Ciencias del Comportamiento y Cerebro. "Es de esperar que la amígdala se active en presencia de rostros temibles o amenazantes, algo que nuestro cerebro podría percibir como potencialmente perjudicial para nuestra supervivencia. Sin embargo, nos sorprendió descubrir cuán activa se muestra la amígdala en presencia de caras emocionalmente neutrales. "
La investigación incluyó a 69 participantes, entre 19 y 65 años, que tenían una lesión cerebral traumática (TBI) al menos seis meses antes. Más de la mitad de los participantes tenían algunos síntomas de trastorno de estrés postraumático. "Este hallazgo resalta la importancia de la cognición social, que incluye la capacidad de reconocer rostros. Este proceso es clave para nuestra supervivencia", dijo Krawczyk, coautor del estudio y Debbie y Jim Francis Chair en Behavioral Brain Sciences. 
Los resultados son similares a un estudio previo que se realizó con personas sin TBI. "Si bien este estudio ayuda a dilucidar aún más el papel de la amígdala en el reconocimiento visual y la memoria, no es exclusiva de los pacientes con TBI e indica que está justificada una mayor investigación con otras poblaciones de pacientes", dijo la Dra. Leanne R. Young, directora ejecutiva del Brain Performance Institute en el Center for BrainHealth, quien dirigió el estudio.
En el estudio, la resonancia magnética funcional midió los cambios en la señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre en la amígdala izquierda y derecha a medida que los participantes observaban una serie de caras y escenas neutrales. Los participantes fueron instruidos para concentrarse en imágenes de rostros y escenas, rostros o escenas, o ambos simultáneamente.
En el 60% de los casos se encontró evidencia de que la amígdala mostraba actividad selectiva hacia las caras de los participantes, lo que demuestra que la amígdala responde fuertemente a las caras neutrales. La amígdala fue menos sensible que el FFA a estímulos de escena. Esta especificidad facial es de particular interés para las tareas de neuroimagen utilizadas para evaluar el impacto de las deficiencias del lóbulo frontal en la atención estratégica.

"Numerosos estudios han revelado que la amígdala es fundamental para el procesamiento consciente y no consciente de las expresiones faciales, y un conjunto más pequeño de estudios ha revelado un papel de la amígdala en la evaluación de si un individuo parece ser confiable o no. Nuestro estudio, sin embargo, es el primero en indicar que la amígdala realmente responde de manera más selectiva a las caras que el área del giro fusiforme ", dijo Young. "Estos hallazgos nos llevan a creer que la amígdala puede obtener una 'vista previa' antes de que la corteza visual primaria del cerebro envíe la señal al área fusiforme".

Referencia: Leanne R. Young et al. Amygdala activation as a marker for selective attention toward neutral faces in a chronic traumatic brain injury population, Neuropsychologia (2017). 

25 diciembre 2017

La familia que no siente dolor

Sus genes podrían conducir a opciones de tratamiento para personas con dolor crónico.

Courtesy of Letizia Marsili
Cuando Letizia Marsili tenía seis años, le encantaba escalar cualquier cosa, desde ramas de árboles hasta postes de luz. Un día mientras escalaba un poste, se perforó el pecho con una astilla que sobresalía de la madera. En lugar de gritar de dolor, simplemente sacó la astilla de su carne, y cubrió el agujero sangriento con su camisa. Nadie se enteró que se había herido hasta que días después su madre se dio cuenta de la herida mientras la bañaba.
Letizia, ahora de 52 años, dice que esta fue una de las tantas veces en que tuvo un accidente, como una caída de bicicleta o un esguince de tobillo, y no reaccionó con dolor. "Pensé que tenía una personalidad fuerte", dice ella.
En realidad, Letizia tiene una mutación en uno de sus genes que produjo hipoalgesia congénita o trastorno de insensibilidad al dolor humano. Es una rara afección genética que hace que las personas no puedan sentir dolor y, a menudo, son insensibles a otros estímulos como el calor o la presión intensa. Uno de los colegas de Letizia, un investigador del dolor, sospechó por primera vez que ella podría ser insensible al dolor en el año 2000. Debido a que el trastorno es genético, descubrieron que cinco miembros de la familia de Letizia también lo tienen: su madre Mary, de 78; su hermana María Elena, 50; sus hijos Ludovico y Bernardo, 24 y 21; y su sobrina Virginia, 17.
Los Marsili brindan una oportunidad única para que los científicos descubran los genes que nos permiten sentir dolor. En un nuevo estudio publicado en Brain la semana pasada, un grupo de científicos anunció que había encontrado la mutación específica en el gen ZFHX2 en la familia Marsili y, con ella, un posible objetivo farmacológico para tratamientos alternativos del dolor.
La ausencia de dolor por lo general se presenta en familias enteras, personas que, por lo demás, son completamente normales, tanto intelectualmente como mentalmente. Son capaces de sentir el tacto, incluso un tacto muy ligero y la presión. Pueden sentir la diferencia entre el calor y el frío y, desde el punto de vista neurológico, también son normales. Pero cuando se trata de dolor, simplemente no lo sienten. Algunos casos son más severos que otros, dependiendo de la mutación genética que portan. James Cox, biólogo molecular del University College London y autor principal del nuevo estudio, dice que una familia con la que trabajó en el pasado tampoco tenía olfato.
La familia Marisili puede oler, y conserva algo de sensibilidad al dolor, sólo que está sencillamente embotado. Letizia dice que no les molesta la comida picante, y dado que son muy tolerantes al calor, a menudo no están envueltos en ropa de invierno cuando hace frío. Los otros miembros de la familia Marsili también han sufrido lesiones de las que no se habían percatado. Cox dice que la madre de Letizia una vez se cayó y se rompió el tobillo, y cuando fueron al médico, sus imágenes mostraron que una antigua fractura del tobillo. Ella no tenía ni idea. Lo mismo sucedió con el hijo de Letizia: los médicos notaron calcificación en el codo, lo que significa que se lo había roto sin darse cuenta.
Para encontrar el gen que causa la insensibilidad del dolor, Cox utilizó la secuenciación del exoma, un tipo de secuenciación genética en la que solo se analizan los genes que producen algo: una proteína o ARN no codificante. Al analizar a todos los miembros de la familia que padecen esta afección y compararlos con controles sanos de la población general, descubrió dos genes mutados que los indolentes Marsili tenían en común. Es un proceso laborioso: primero tomó sus muestras de sangre en 2010, e hizo tres intentos para determinar la mutación. Después de encontrar el gen, él y su colaborador, el neurobiólogo sensorial John Wood, usaron ratones para demostrar que el gen que encontraron estaba involucrado en el procesamiento del dolor.
Se han descubierto solo unos pocos genes que llevan a una persona a la insensibilidad al dolor, dice Geoff Woods, un genetista médico de la Universidad de Cambridge, que también estudia a familias indolentes, pero que no participó en este trabajo. "Es una anomalía algo extraña, porque si observamos el caso de las personas que nacen ciegas o sordas hay cientos de genes involucrados en la anomalía, mientras que con dolor son solo unos pocos".
El objetivo de encontrar estos genes es comprender cómo el cuerpo siente el dolor y cómo poder interrumpir el proceso en aquellos que padecen dolor crónico. Una de cada cuatro personas en los EE. UU. padece un dolor que dura más de 24 horas, y para aquellas personas que sufren de dolor crónico y se han vuelto resistentes a los opiáceos, aún no tenemos alternativas significativas que ofrecerles.
El gen que encontraron Cox y colaboradores produce una proteína muy grande que no tiene una función específica, pero afecta las funciones de otros genes y cuánto se expresan, es como un regulador del dolor. Si bien eso hace que sus hallazgos sean más complicados, Woods dice que también es algo emocionante. "De alguna manera nos muestra una vía", dice. "Si estás buscando un tratamiento para el dolor crónico, podrías encontrar alguna manera de bloquear este gen o algunos de sus dianas aguas abajo. Aunque es una familia terriblemente rara, y parece ser una mutación muy, muy rara, el mensaje más importante es que te está dando un montón de nuevos objetivos cuando estás pensando en controlar el dolor".
Woods había publicado con anterioridad estudios sobre dos genes que él encontró en familias que no sienten dolor, que están involucrados en cómo funcionan y se desarrollan las neuronas del dolor. "En cierta forma, son diferentes [al gen de Cox], en otra son muy parecidos", dice. "Formas tus neuronas del dolor, pero estas no pueden funcionar correctamente. Y entonces la idea del tratamiento del dolor obviamente sería: ¿cómo revertir el efecto de esos genes de manera de no destruir tus neuronas del dolor -porque ser completamente indoloro sería peligroso- sino hacer que permanezcan en reposo?" En otras palabras, en lugar de encontrar el interruptor de apagado para el dolor, Woods espera que este trabajo encuentre un interruptor más tenue y haga que las neuronas del dolor sean menos sensibles cuando se enciendan.
Pero los hallazgos genéticos no siempre se traducen perfectamente al tratamiento. Uno de los hallazgos genéticos más prometedores de Woods no tuvo mucho efecto cuando se anuló en un modelo de ratón. "Así que eso fue un verdadero shock para el sistema porque pensamos que sería una proteína maravillosa y un gen a bloquear", dice. "Debería ser un hermoso analgésico, y sin embargo no lo es".
Un fármaco basado en otro gen, identificado hace décadas en familias insensibles al dolor, ahora está siendo probado en ensayos clínicos y Woods dice que esos ensayos son muy prometedores. Ha habido solo unas pocas familias en el mundo con esa mutación específica, dice. "Pero a pesar de esa rareza, todavía nos muestra una vía de dolor, que si la bloqueas, bloqueas el dolor y sin ningún efecto secundario", dice. "Entonces son dos pasos: el descubrimiento clínico y la prueba inicial de que el gen es importante para el dolor, y luego, un tipo completamente diferente de descubrimiento sobre las moléculas para bloquear esa interacción específica ".
Sin embargo, es importante recordar que el objetivo de este trabajo no es recrear la indolora sensación que sienten estas familias, sino descubrir los caminos que nos permitan reducir el dolor en aquellas personas que aparentemente no pueden dejar de sentirlo. No deberíamos tener envidia de la falta de dolor, porque es un mecanismo protector, dice Cox.
Los Marsili no tuvieron ningún problema grave cuando eran niños, pero los niños pequeños que no pueden sentir dolor a menudo sí los tienen: se muerden la punta de los dedos o se lesionan los labios, la boca y otras partes del cuerpo, porque eso hacen los niños pequeños, exploran el mundo con la boca y los dientes", dice Woods. "Y algunos podrían sufrir quemaduras porque simplemente se sentarán en un radiador o pondrán su mano en un plato caliente". Woods dice que un niño de 12 años al que trató, le encantaba pelear en la escuela. "Es un comportamiento que solo haces si no sientes dolor".
Woods dice que, desafortunadamente, es común que haya gente que se lastime gravemente, y a veces muera, por no sentir dolor. "Es un hallazgo común encontrado en cualquier tipo de indolencia congénita", dice. "Por lo general serán hombres que morirán prematuramente. Eso es porque toman riesgos excesivos. No hay dolor que restrinja su comportamiento, y tenemos varias historias trágicas donde los hombres, en particular, han hecho cosas locas porque no había ninguna razón para que ellos no las hicieran. Incluso si tuvieron una mala caída o una lesión, simplemente no fue doloroso ".
Irónicamente, si no sientes dolor, es muy importante actuar con moderación, dice Woods. Letizia dice que ahora que su familia sabe su condición, intentan prestar atención a todo lo que sienten, por leve que sea, como una indicación de que podrían estar heridos. "Lo positivo del caso es que casi siempre estamos bien, lo negativo es que debemos escuchar a nuestro cuerpo muy bien para evitar subestimar el dolor", dice.
Letizia Marsili, que es investigadora en ecotoxicología marina de la Universidad de Siena, dice que le complace ofrecer a su familia como "conejillos de Indias" para ayudarlos a comprender su propia condición y ayudar a otros en el futuro. "La gente debería saber que ... hay que aprovechar las ventajas y dejar las desventajas atrás", dice.
Traducido de The Family That Doesn't Feel Pain con Google Translator / Proofreader: Rubén Carvajal Santana

21 diciembre 2017

Una nueva técnica para el estudio del dolor: Impedance Neurography


finding the nerve
Por: Philip C. Cory
Publicado en: 9 Octubre 2017

El manejo del dolor es un área de práctica médica que es a la vez fascinante y frustrante. La fascinación deriva de ser presentado con acertijos de diagnóstico que también puede ser frustrante, en parte debido a la falta de herramientas para el clínico. A menudo, cuando todos los estudios de formación de imágenes tradicionales son 'normales' el diagnóstico depende de la capacidad de realizar maniobras diagnósticas, tales como el bloqueo de nervios, para demostrar el sitio de la patología. Cuando los practicantes, carentes de las habilidades para este tipo de técnicas de diagnóstico, intentan evaluar el dolor, con demasiada frecuencia realizan diagnósticos de conveniencia, por ejemplo, la reacción de conversión, se aplican inadecuadamente y se actúa en consecuencia.
Dado que no todos los profesionales van a convertirse en expertos en la realización de técnicas de anestesia regional difíciles, sería muy útil  disponer de una tecnología de imagen -nervio específica- que no esté limitada por el tamaño del nervio, su profundidad, o su estado funcional. Una observación fortuita hecha a finales de 1980 ha dado lugar al desarrollo de tal tecnología.
La observación de que los nervios podrían ser detectados en la superficie de la piel por el uso de una unidad de estimulación nerviosa transcutánea (TENS) fue el inicio de este proceso. La mejor parte de estos primeros estudios fue que era totalmente libre de sensaciones para el paciente, aunque no para el clínico! Obviamente, fue trabajando a través de algún mecanismo que no implicara disparar eléctricamente los nervios del paciente.
Luego de 25 años de estudio, el mecanismo subyacente ha sido descrito y se encontró que involucra a una nueva comprensión de la biofísica de la membrana de las células neuronales y su respuesta a los campos eléctricos aplicados. Las alteraciones de la membrana celular neuronal debido a una lesión o estados neuropáticos, por ejemplo, diabetes, pueden ser detectados usando esta tecnología lo que es mucho más que un simple tecnología de localización; sino que también proporciona información del estado de la función.
Teniendo en cuenta que muchas condiciones dolorosas crónicas comienzan con una lesión periférica, una tecnología con la capacidad para evaluar el estado de los nervios periféricos de la función sería de gran ayuda. En la actualidad estas evaluaciones deben ser inferidas de medición de las características de conducción nerviosa o la activación de los músculos por los nervios. Y mientras tenemos herramientas notables para evaluar el estado de la función del sistema nervioso central, existen algunas técnicas para evaluar de manera similar a la periferia. El desarrollo de neurografía de Impedancia cambia esta situación y representa un paso adelante en la evaluación y tratamiento del dolor. Al mismo tiempo, penetraciones con respecto a las respuestas eléctricas de las membranas celulares neuronales que se derivan de esta nueva tecnología serán muy útiles en tecnologías mejoradas de neuromodulación.
Philip Cory es el autor del libro Encontrar el nervio: La historia de la Neurografía por Impedancia que trata sobre la investigación que aclara la naturaleza de la simulación de los nervios a través de campos eléctricos aplicados externamente, y cómo se ha llevado a una nueva comprensión de la biofísica de las membranas celulares neuronales y define una nueva tecnología de formación de imágenes del nervio. Está programado para su publicación a principios de octubre.

Sobre el Autor:
Philip Cory completó una residencia en anestesiología y la comunión en el Hospital de Virginia Mason después de recibir su doctorado de la Universidad de Washington Escuela de Medicina, y su licenciatura en química de la universidad de Whitworth. Su observación de la insuficiencia respiratoria iatrogénica por el bloqueo intercostal, condujo a su beca de investigación en el papel de la parálisis de la pared del pecho en alteraciones de la mecánica pulmonar. Su principal área de interés en el manejo del dolor provenía de trabajo en la Universidad del Departamento de Anestesiología Clínica del Dolor Crónico Washington en la década de 1970, cuando esa instalación estaba en la vanguardia de la investigación de la fisiopatología del dolor.
Fue durante el tiempo que estuvo en la facultad en el Centro Médico Milton S. Hershey de la Universidad Estatal de Pensilvania que se dio cuenta de algunas observaciones interesantes relacionados con la capacidad de detectar la posición de los puntos gatillo miofasciales utilizando una unidad de TENS. Después de salir de Penn State para la práctica privada en Bozeman, MT, comenzó a trabajar para desarrollar instrumentación para ambos documentos y estudiar las observaciones de la unidad TENS. Este trabajo se llevó a cabo durante el tiempo 'libre', que es escaso para un médico anestesiólogo ocupados, a menudo de guardia cada tres noches en aquellos días. La situación no fue ayudado por el hecho de que las observaciones, aunque muy reproducible, no fueron discutidos en la literatura médica y no había una base conocida para ellos. Más de 25 años de investigación, se produjo un cuerpo de evidencia que apoya la legitimidad de los efectos, y construido una hipótesis coherente que explica el mecanismo detrás de las observaciones. Después de retirarse, sigue estudiando algunas de las implicaciones de la investigación y ahora tiene 8 patentes con patentes provisionales adicionales presentadas. Durante los años de sus esfuerzos de investigación, no hay publicaciones fuera de la literatura de patentes se produjeron y que es ahora conveniente que la documentación de estos esfuerzos se publicará en formato de libro, donde podrá descubrir la aventura de cómo se inició el proceso y donde se ha llevado.

Traducido de Impedance Neurography: A Novel Nerve Imaging Technology

Esto es lo que le sucede a su cerebro durante la anestesia


Cada día, en los Estados Unidos, unas 60.000 personas reciben anestesia general durante la cirugía. A través de una inyección o inhalación de gas anestésico, pierden la conciencia de manera segura mientras sus cuerpos son cortados y explorados. Luego, esa pérdida de conciencia se invierte. La gran mayoría se despierta horas más tarde, ya cosidos, con un agujero abierto sólo en su memoria.



“Este es probablemente el más intenso experimento de la neurofisiología que hacemos en la gente sobre una base regular,” dice Divya Chander, médico, neurólogo y miembro de la facultad por 7 años en el departamento de anestesiología de la Universidad de Stanford. Cuando terminó su doctorado en neurociencia decidió seguir anestesiología, no sólo para atender a los pacientes durante la cirugía, sino para responder las preguntas candentes que ha tenido desde la infancia sobre la naturaleza misma del ser humano: “Me di cuenta, que si me convertía en anestesiólogo, tendría el gran privilegio de explorar realmente la conciencia humana, me ganaría la vida manipulando la conciencia humana”.
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Imagen tomada de https://cosmosmagazine.com/biology/understanding-anaesthesia
A pesar de que hemos estado usando anestesia para más de 170 años, no ha sido posible la exploración de las cuestiones más importantes de la conciencia, porque realmente no sabemos cómo funciona la anestesia . La anestesia fue utilizado por primera vez en Estados Unidos en 1846 en el Hospital General de Massachusetts. Los fármacos de elección en ese entonces eran éter, cloroformo y el óxido nitroso, que al poco tiempo se empezaron a utilizar en todo el país y el mundo. A pesar de que ayudaron a hacer la cirugía mucho más cómoda, su mecanismo era un misterio.
Hugh Hemmings, el anestesiólogo en jefe en el Hospital Presbiteriano de Nueva York Weill Cornell y profesor de Medicina en Weill Cornell, dice que la raíz del misterio era porque muchos anestésicos diferentes podían lograr el mismo resultado.
“Realmente no hay ninguna estructura química común que se puede utilizar para predecir que un compuesto sería un anestésico,” dice. “Eso es inusual porque la mayoría de las drogas que conocemos interactúan de una manera precisa con un receptor de la droga, o sitio de unión, como una especie de llave-cerradura” Con los anestésicos, múltiples y muy diversos productos químicos podrían producir el mismo efecto: la pérdida de la conciencia. ¿Cómo lo hacen?
Una de las primeras teorías de finales del siglo 19 surgió cuando los científicos descubrieron que la potencia anestésica se podía predecir por la forma en que era soluble en aceite de oliva. Se supuso que los anestésicos interactuaban con la grasa, o los lípidos de las membranas de las células del cerebro. Esa teoría persistió durante décadas, hasta que en 1984, Nick Franks y Bill Lieb, en el Imperial College y el Kings College, en Londres, encontraron que los anestésicos pueden trabajar en ausencia de membranas lipídicas. En marzo de este año, Hemmings y sus colegas proporcionaron más pruebas refutar la teoría de lípidos , y confirmaron que los anestésicos con quien realmente interactuaban era con las proteínas en el cerebro.

El estudio adicional ha demostrado ahora que los anestésicos interactúan directamente con un número de diferentes proteínas o receptores celulares, por lo general para cambiar la forma en que se disparan las neuronas. De particular interés en la investigación son canales iónicos y los receptores de neurotransmisores, como los que responden a GABA -uno de los neurotransmisores inhibidores primarios-. Cuando se activan los receptores GABA, el disparo de una célula nerviosa tiende a ralentizar o apagar por completo.
Emery Brown es un anestesiólogo en el Hospital General de Massachusetts, profesor de anestesista en la Escuela de Medicina de Harvard, y profesor de neurociencia computacional en el MIT. Él piensa que es genial que sabemos la respuesta al problema de lípidos o proteínas y que todos los días estamos aprendiendo más acerca de los mecanismos biofísicos que son el meollo de la cuestión de la anestesia. Pero este conocimiento no ha conducido a una comprensión completa de cómo funciona todo. “Si te digo que los fármacos se unen a un determinado receptor de GABA, queda sin responder la pregunta ¿cómo es que pierde el conocimiento?” “Simplemente decir que se une al receptor GABA no puede ser toda la historia.”
Una serie de artículos de prensa y revistas científicas se hizo eco de esa idea: que todavía no sabemos cómo la anestesia nos hace perder la conciencia. Una revisión de 2014 dice: “A pesar de todos los avances que se han hecho, todavía carecemos de una visión clara y completa sobre los mecanismos neurofisiológicos específicos de  la anestesia general, desde el nivel molecular a la propagación global del cerebro.” Otro estudio, de 2017, se inicia con “en la actualidad no entendemos cómo la anestesia conduce a la pérdida de la conciencia."
Pero anestesiólogos como Brown y Chander piensan que esta actitud proviene de centrarse sólo en el nivel molecular, en lugar de en una visión neurocientífica más amplia. Brown me dice que un creciente grupo de anestesiólogos están tomando un enfoque más integral, y han estado haciendo esto durante varios años. Ellos están tomando ventaja de la forma en que anestesian a cientos de personas cada semana, y están midiendo su actividad cerebral con electroencefalogramas o EEG, que mide las señales eléctricas del cerebro a través del cuero cabelludo. Con esa información, que están aprendiendo más sobre la anestesia que nunca nos hemos conocido antes, y junto con él, probando uno de los problemas más difíciles y más interesantes de la ciencia: la biología de la consciencia .
La ciencia de la anestesia y la conciencia parecen irrevocablemente ligadas, y, sin embargo, no siempre han sido sincronizadas. George Mashour, un anestesiólogo y neurocientífico de la Universidad de Michigan, dice que durante su beca de la anestesia, hojeó Anestesia de Miller, el libro de texto de la anestesia masiva seminal, en busca de una sección sobre la conciencia y no logró encontrarlo mencionado.
“De todas las cosas que se están discutiendo, no hubo discusión formal de ello”, dice. De acuerdo con Mashour, en la década de 2000, un neurocientífico de alto nivel en el campo de los estudios de la conciencia se estaba preparando para una charla a un público de anestesiólogos. Durante la conferencia, dijo que también había buscado a través del índice de un libro de texto de anestesiología para encontrar la palabra "conciencia" y la más cercana que pudo encontrar fue constipation".
Hemmings, que hace investigación molecular de la anestesia, dice que durante muchas décadas, los científicos estaban limitados por su comprensión del sistema nervioso y de la neurociencia fundamental. Ahora que sabemos más sobre cómo funciona el cerebro en general, el estudio de la anestesia puede ampliarse. “Estoy más en las trincheras a nivel molecular, y otros están estudiando el nivel más bien de comportamiento en la conciencia o niveles electrofisiológicos,” dice. “La fusión de estos campos es uno de nuestros grandes retos. Nuestras reuniones definitivamente agrupan a los científicos de ambos campos. Pero no estamos todavía en el punto de una fusión completa. Pero ese es el objetivo final “.
Brown está de acuerdo en que de esta fusión, los investigadores tienen que considerar los circuitos neuronales en general. “Los anestesiólogos han intentado describir durante años el mecanismo anestésico únicamente en términos de la farmacología”, dice. “Así que tan pronto como se superpone la neurociencia, mucho de esto se simplifica drásticamente y se vuelve extremadamente claro en cuanto a cómo funcionan las drogas.”
Imagen tomada del artículo
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079612305500177
Tome el caso del propofol, por ejemplo, que es uno de los anestésicos más comunes administrados por vía intravenosa. Si se monitorea cómo el propofol entra en el cerebro, Brown dice que viaja a través de los vasos sanguíneos que pasan a través del tronco cerebral, donde interactúa con los receptores GABA y se apagan los centros de excitación. “Ahora estamos hablando de mecanismos”.
Patrick Purdon, frecuente colaborador de Brown, es bioingeniero y neurólogo en el Hospital General de Massachusetts y profesor asociado de la anestesia en la Escuela de Medicina de Harvard, dice que es posible que los anestésicos trabajen inhibiendo el cerebro, a través de los receptores GABA, inhibiendo la actividad cerebral. “En ausencia de lo que sabemos ahora, eso es una buena hipótesis”, dice. “Pero el asunto es un poco más complicado, lo que termina siendo un poco más interesante “.
Desde que Purdon y Brown han estado utilizando EEG para monitorizar la actividad cerebral, han podido comprobar si es que el cerebro simplemente se apaga durante la anestesia. En lugar de ver un cerebro tranquilo, observaron una señal muy fuerte que luce diferente a cualquier estado de vigilia. A medida que las regiones del cerebro se van tornando gradualmente inhibidas, empieza a oscilar una onda lenta de la actividad eléctrica a través del cerebro. Estas oscilaciones cambian los tiempos de disparo de las neuronas, y parecen interrumpir los patrones de disparo normales y la capacidad de las diferentes regiones del cerebro a comunicarse entre sí.
Resultado de imagen para brain consciousness anaesthesia eeg
Imagen tomada de https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnsys.2014.00203/full
“La interrupción de la señalización entre estas diferentes áreas tendría un efecto disruptivo sobre el funcionamiento del cerebro en su conjunto” dice Purdon. “Eso parece ser el mecanismo real: se producen poderosos cambios en la función inhibitoria de las neuronas y luego, a un nivel más alto, se perturban tanto la forma en que trabajan las diferentes partes del cerebro como su forma de interactuar unas con otras “.
En 2012, Purdon y Brown mostraron estas oscilaciones en más detalle al medirlas directamente en pacientes con epilepsia que ya tenían electrodos en sus cerebros para registrar las convulsiones. Mientras estuvieron bajo anestesia, registraron sus ondas cerebrales y la actividad neuronal directa. “Se estaban bloqueando los disparos neuronales”, dice Brown. “Por lo tanto, se interrumpía la comunicación, y si la comunicación es necesaria para la conciencia, ésta se pierde.”
Brown y Purdon piensan que estas señales de EEG son la clave para entender la anestesia. Han encontrado que cada tipo de anestésico produce ligeramente diferentes oscilaciones cerebrales, y las oscilaciones también pueden cambiar dependiendo de la edad del paciente. Brown ha aprendido a notar estas diferencias y lo que ellas le dicen acerca de cómo es el inconsciente de sus pacientes, y así no tiene que darles más anestesia de la que necesitan. También pueden decirle si están más despiertos de lo que deberían.
El problema, dice Brown, es que la mayoría de los anestesiólogos no utilizan EEG durante las cirugías; sólo utilizan la frecuencia cardíaca, la presión arterial y el movimiento como un indicador de estado anestésico. Algunos que usan EEG no miran las ondas primarias, sino que usan monitores comerciales que trabajan con algoritmos que resumen los datos del EEG, lo cual puede ser una simplificación excesiva.
“La triste ironía es las señales de EEG bajo anestesia son la señal del EEG más fuertes que existen”, dice Brown. Ha oído anestesiólogos decir que las mediciones adicionales toman demasiado tiempo, o son demasiado complicadas de leer. Pero él cree que es crucial incorporar EEG estándar de atención. Desde el año 2011, Brown ha creado una base de datos de todas las señales de EEG de sus pacientes durante la anestesia, y ha sido capaz de separar las ondas específicas y lo que significan.
“Hemos perdido una gran oportunidad de hacer neurociencia sobre un fenómeno que controlamos de forma única”, dice. “Nadie más en la neurociencia tiene la licencia para estudiar esto. Anestesio, y traigo de vuelta de la inconsciencia, de cinco a seis personas al día. Un neurólogo no puede estudiar eso, un psiquiatra no puede estudiar eso, un neurofisiólogo no puede estudiar eso. Piense en toda la oportunidad que se ha desperdiciado por no haber aprovechado esto".
En Stanford, Chander ha entrenado a sus residentes a utilizar el EEG (Fue Brown quien la animó a usar su primer EEG  en la sala de operaciones). Sus residentes aprendieron a leer las formas de las ondas primarias del EEG, dice, pero tienen dificultades cuando salen a practicar por su cuenta. “No pueden encontrar un dispositivo, o la gente les dice: '¿Por qué querrías hacer esto?'” “Creo que es una vergüenza terrible.”
Chander, como Brown, también está creando una base de datos. Hasta el momento se cuenta con alrededor de 700 registros de EEG de los pacientes junto con anotaciones fenotípicas detalladas: cada acción tomada durante la cirugía, ya sea una incisión o un fármaco dado, sus efectos sobre el cerebro y su actividad. Actualmente está comparando las ondas cerebrales de personas bajo anestesia con aquellas que provenientes del sueño, coma o convulsiones epilépticas, y también se están comparando las diferencias en las ondas cerebrales de los pacientes cuando entran y salen de la anestesia. Hay una característica curiosa, dice, que “no te vas de la misma forma que regresas”
Chander piensa que estas oscilaciones no sólo podrían llevarnos a una mejor atención médica, sino a retomar las grandes preguntas de las teorías actuales de la conciencia: ¿cómo se sincroniza el cerebro con las ondas lentas, o de qué forma se interrumpe la comunicación en el cerebro? si  la conciencia no sólo existe en una parte específica del cerebro, sino más bien, es algo que se produce de forma global, que involucra la actividad local en diferentes regiones del cerebro y su comunicación con las demás.
“¿Qué estoy observando como un neurólogo?” piensa en voz alta, “Si nuestros cerebros son dispositivos que, cuando estamos completamente conscientes, parecen procesar más información, parecen estar más conectados funcionalmente y ser menos sincrónicos, ¿que significa eso en términos de las bases biológicas subyacentes de la consciencia?”
También se pregunta: ¿Los cerebros producen la conciencia, simplemente porque están lo suficientemente conectados, de manera compleja? ¿Es eso todo lo que somos? ¿Se puede construir una máquina que sea lo suficientemente compleja? Si algún día conectamos nuestro cerebro con las máquinas, o a otros cerebros, ¿se traducirá eso en na conciencia más elevada, ya que implicará una mayor conectividad?
“A mi conciencia llegan todas estas ideas a través de una especia de filtro” dice ella. “Me encanta la idea de la anestesia ya que es el punto de entrada que me han dado para estudiar estos fenómenos en los cerebros humanos sin dañarlos.”
¿La anestesia general realmente puede responder a todas esas preguntas? Tal vez no totalmente, piensa Brown, pero podría ofrecer nuevas ideas que no eran accesibles antes. "Si hacemos bien nuestro trabajo y damos las instrucciones precisas sobre cómo los anestésicos y los circuitos neuronales inactivan el cerebro, entonces la gente podrá utilizar nuestra información acerca de lo que considero el problema más difícil de la conciencia.
Hasta que eso ocurra, Chander dice que seguirá maravillándose con la pérdida y la ganancia de la conciencia, algo que no sólo observa a diario, sino que es capaz de controlar. Ella describe cómo anestesia a sus pacientes, diciendo que le gusta usar una infusión lenta de fármacos. Eso no sólo evita los cambios bruscos en los sistemas respiratorio y circulatorio, sino que también le permite a Chander ver cómo sus cerebros se apagan más lentamente.
"Se puede ver cómo las partes del cerebro comienzan a apagarse", dice ella. "Primero se apaga la parte del cerebro que toma decisiones y responde a las órdenes, y poco a poco se van apagando desde la corteza hasta el tálamo, y luego el tronco cerebral. Se puede ver cómo sus ojos comienzan a cambiar y cerrarse, su respiración comienza a espaciarse. Es algo hermoso".

Shayla Love
20 dec 2017, 16:51
Traducido por Rubén Carvajal de
This Is What Happens To Your Brain During Anesthesia

05 diciembre 2017

¡Gracias, Escuela Comunitaria Luisa Goiticoa!

Corría el año 1927 allá en Inglaterra, y el filósofo inglés Bertrand Russell decidió -junto a su esposa Dora- que no enviaría a sus dos hijos, John y Katharine, a un colegio tradicional. Se consideraban lo suficientemente preparados académicamente y con los recursos económicos suficientes, como para fundar su propia escuela, y eso hicieron. Fundaron una escuela en un lugar llamado Beacon Hill y allí estudiaron sus hijos, junto a otros niños que fueron inscritos. Su escuela pretendía ser diferente a las demás, con una filosofía diferente a las demás. La escuela se inspiró en filósofos que ya habían reflexionado antes que Russell el tema de la educación, como Dewey, Rousseau, Locke y Kilpatrick, en lo que se dio en llamar la pedagogía progresista.
Russell y su esposa incorporaron algunas de sus propias concepciones, muy avanzadas para la época, en asuntos tales como el feminismo, la educación sexual, el alcance de la libertad y la esencia de la naturaleza y la curiosidad humanas. Russell creía que al niño se le debían presentar todas las alternativas sobre un tema, y dejarle que decidiera por sí mismo. En la Beacon Hill no había libros de texto, excepto los de matemáticas. Russell decía: “No se le negará u ocultará ningún conocimiento de cualquier tipo o especie a los niños y a los jóvenes; Se respetarán las preferencias y particularidades del niño, tanto en sus tareas como en el comportamiento individual; La moral y el razonamiento surgirán de la experiencia real de los niños en grupos democráticos, y nunca de la necesidad de la autoridad o la conveniencia de los adultos”
Katharine, la hija de Bertrand Russell, ya de adulta, recuerda la educación que recibió en Beacon Hill y cuenta lo siguiente: “Los temas que se estudiaban no sólo eran difíciles, sino controversiales. Mi padre no pretendía que su educación fuese propaganda. Él siempre quería que considerásemos ambos lados de un tema antes de emitir una opinión. Aunque, en la práctica, “making up our own minds” (es decir, formarnos una opinión) por lo general significaba estar de acuerdo con mi padre, porque él sabía tanto y podía argumentar tan bien las cosas! y además, porque cuando escuchábamos “el otro lado” provenía de gente que en realidad estaba en desacuerdo con tal punto de vista”. En la escuela de Russell también había enseñanza formal, pero los niños, sobre todo los menores de 7 años, no eran obligados a recibir clases. Trabajaban con cubos, plastilina y, como Russell las llamaba, “the Montessori things”. Ningún niño era obligado a ir a clases. A partir de los siete años se les asignaba "cierto trabajo a la semana", y se esperaba que el niño "hiciera un esfuerzo para completar el trabajo de su semana". En el folleto informativo de la escuela, Russell concluía con la siguiente afirmación: "Nuestro objetivo no es producir intelectuales apáticos, sino jóvenes llenos de esperanza constructiva, conscientes de que hay grandes cosas por hacer en el mundo, y con las habilidades requeridas para hacer su parte".
Desafortunadamente, la experiencia educativa de Russell fracasó, porque no pudo sostenerse a sí misma. Fue un intento, sincero y generoso, por reescribir la educación de los niños, con una meta loable: egresar personas con la habilidad de ver los problemas del mundo y enfrentarlos. Pero como luego reconoció su esposa Dora: “Sabíamos de Freud, Adler, Piaget, Pestalozzi, Froebel, Montessori y Margaret McMillan. Pero creer que por tener un título en Cambridge y una biblioteca llena de libros de educación nos preparaba para educar niños era tan ingenuo como pensar que por poseer un título de químico se podía ser chef”
Y es que la profesión de maestro es una de las tareas más difíciles que existen porque requiere de habilidades y talentos que difícilmente se encuentran todas juntas, como la sensibilidad, la firmeza, el amor, la honestidad, la integridad, la responsabilidad, el afecto, la rectitud, y, sobre todo, la vocación y la entrega. La profesión de maestro es compleja y delicada porque su desempeño influye y afecta las etapas cruciales de la formación y consolidación de la personalidad del niño y el adolescente.
Pero así como la experiencia de educación progresista y libertaria de Russell fracasó, otra experiencia similar, llamada Summerhill, iniciada, también en Inglaterra, por el maestro Alexander  Neill, no fracasó, y sigue graduando estudiantes, desde su fundación en 1921. Se sustenta en el principio de que los niños aprenden mejor en libertad que bajo coacción. En Summerhill, todas las clases son optativas, voluntarias, y los alumnos tienen la libertad de escoger qué hacer con su tiempo. Su fundador creía que “la función del niño es vivir su propia vida – y no la vida que sus ansiosos padres creen que debería tener, ni una vida que siga los dictámenes de un maestro que cree saber mejor lo que al niño le conviene”
Hay algo en común en las experiencias de Russell y Neill. El énfasis dado a la libertad. Y hay una diferencia importante: Summerhill desarrolló normas mínimas de convivencia. Neill escribió un libro, cuyo título sigue siendo la máxima de Summerhill: “Freedom, not Licence”: un principio según el cual puedes hacer todo lo que quieras, siempre que no causes daño a los demás. En Summerhill la mayoría de los estudiantes asiste a clases, y hay algunos que deciden ir a su propio ritmo y aprender por su cuenta. Lo interesante es que los que faltan a clases son criticados por sus propios compañeros por perderse el avance de las clases y son conminados a ponerse al día. La impresión que se tenía de Beacon Hill, tal como lo reconoció Dora Russell años después, era la de un lugar salvaje dirigido por unos locos principiantes.
La Escuela Comunitaria Luisa Goiticoa no tiene nada que envidiarle a las escuelas progresistas que he mencionado. Por muchas razones, una de ellas es que, a diferencia de Beacon Hill, no está dirigida por principiantes en la educación, sino por maestras, educadoras, psicólogas y psicopedagogas, con décadas de preparación, postgrados, y experiencia. Y, a semejanza con Summerhill, este equipo de educadoras ha sabido darle a la libertad un valor fundamental, y la han reforzado con la alegría, la tolerancia, la inclusión y el amor como valores fundamentales de la Escuela. Yo tengo apenas dos años como maestro en esta escuela y empiezo a comprender lo hermoso de su esencia. Esencia que seguramente quedó en ustedes, jóvenes que hoy se gradúan.
Recuerdo que cuando me tocó dar mi primera clase de Biología en 4to de Ciencias, mi plan de evaluación preveía un seminario grupal sobre las distintas teorías del origen de la vida, plan que le comenté a la profesora Eunibia, que me dijo: “Recuerda que la filosofía de esta escuela parte del principio de tomar en cuenta todos los puntos de vista, inclusive los del creacionismo, así no estemos de acuerdo”. Y así se hizo, para lo cual reconozco que tuve que vencer algunas resistencias internas, y un grupo escogió el creacionismo como el tema de su seminario. Los estudiantes prepararon una hermosa presentación basados en el Popol Vuh, en libro de los Vedas, y la Biblia. Otra experiencia parecida la tuve en 4to. año de Humanidades cuando estudiábamos a Santo Tomás de Aquino, el filósofo que logró amalgamar los postulados aristotélicos con la filosofía cristiana de San Agustín. En esa ocasión, los estudiantes declarados no creyentes asumieron el rol de defensores de las pruebas ontológicas de la existencia de Dios, y los creyentes intentaron defender el punto de vista contrario. Otro momento similar ocurrió con el debate entre capitalismo y socialismo de la asignatura Premilitar, donde el capitalismo fue defendido, muy bien a mi manera de ver, por estudiantes con una clara afinidad por el socialismo. Estos ejemplos muestran que en la Escuela Comunitaria Luisa Goiticoa es verdad eso del ejercicio de la tolerancia, el ser capaz de aceptar los puntos de vista distintos a los propios, una de las cosas que más me ha enamorado de esta escuela.
Hace poco, los estudiantes de filosofía de 4to. año de Humanidades, los próximos que estarán sentados en esas sillas donde están ustedes ahora, escribieron unos ensayos sobre “¿Qué cambiarías en tu escuela si fueses Rousseau?” y fue grato leer cómo muchos decían que se sentían muy a gusto y cambiarían pocas cosas, apenas el sistema de materias electivas hasta incluirlas….a todas. Fue grato leer que los propios estudiantes se sienten en libertad, felices y queridos. Y yo diría que bien preparados en lo que a contenidos programáticos se refiere.
Creo que esta escuela, más que comunitaria, o, además de comunitaria, debería llamarse Escuela Experimental Luisa Goiticoa, no sólo por la cantidad de ensayos novedosos en pedagogía que se han hecho, sino por todos los que aún se pueden hacer. Recuerdo una clase de 5to de Humanidades donde discutíamos la filosofía educativa de John Dewey, así como el sistema educativo finlandés, uno de los mejores del mundo, cuando surgieron ideas interesantes de cómo quisiéramos que fuese la escuela. Surgieron ideas de pedagogías experimentales novedosas, por ejemplo: que se acabase la separación entre ciencias y humanidades y, nuevamente, así como dijeron los de 4to, que sólo hubiese un grupo de materias obligatorias y que el resto fuesen electivas. La cuestión da para un largo debate: ¿cuáles serían las obligatorias y cuáles las electivas? ¿Cómo se armonizaría eso con las exigencias que siguen al salir de bachillerato? La cuestión es compleja porque no somos una isla. Hay un macro sistema educativo allá afuera que desde hace décadas está intentando cambiarse a sí mismo y aún no lo ha conseguido. ¿De qué sirve innovar en contenidos programáticos si luego te atrapa un macro sistema con exigencias formales que echan por tierra cualquier innovación previa? Ambos esfuerzos deberían ir de la mano.
Pero, indudablemente, a pesar de sus fortalezas pedagógicas y filosóficas, en la Escuela siempre quedan o aparecen cosas por mejorar. Veo a un grupo de maestras y maestros decididos a seguir luchando por mejorarse a sí mismos, nutriéndose de esa visión humanista y progresista que le dio su personalidad y que es su sello que la diferencia de otras instituciones. 
Si por mí fuese, las Humanidades y las Ciencias deberían estar fundidas en un solo bachillerato, complementándose la una a la otra. No concibo a un bachiller en Ciencias ajeno a la filosofía o a la sociología así como no concibo a un humanista que desconoce la diferencia entre corriente alterna y directa, o no ha disfrutado la fascinación de construir una pila galvánica. Ambas disciplinas deberían ir juntas, con una visión práctica de las ciencias naturales que incluya a la biología junto a la química y la física, y una visión de la filosofía que se integre con la filología y la sociología. Aprender a hacer un circuito eléctrico, a fabricar un jabón o a realizar un cultivo hidropónico no debería ser exclusivo de científicos, así como discutir sobre los qualia, la hermenéutica, la epistemología o la dialéctica, no debería ser patrimonio cultural de los humanistas. Hacer deporte, aprender economía, aprender a ser emprendedores, hablar inglés, francés. Este es el momento del big bang, la adolescencia es una gran explosión de intereses, curiosidades y sueños.
La idea no es egresar enciclopedistas cargados de saberes innecesarios, sino que el bachiller desarrolle, no sólo sus inteligencias emocionales y afectivas, sino los saberes prácticos que le permitan un desenvolvimiento autónomo en la sociedad. Mi visión del éxito social tiene que ver primeramente con la realización de esos valores que mencioné antes: libertad, tolerancia, felicidad, inclusión y autoestima, y a ellos les añado una buena dosis de conocimientos en áreas como lengua, matemáticas, arte y ciencias. Y me quedo corto.
Creo en los méritos, en la exigencia y en la búsqueda de la excelencia, no sólo académica sino humana, en contraposición a la mediocridad, el facilismo y la corrupción del saber, que la hay. Hace poco, un examen de admisión de la Universidad Simón Bolívar tuvo que ser suspendido porque se supo que la prueba había sido vendida antes del examen. Imaginen empezar una carrera universitaria de esa manera ¿qué podrá esperarse de una generación que se inicie bajo semejante acto de corrupción?
Les pregunto ahora: ¿Se sintieron ustedes, bachilleres de la República, en libertad en esta escuela? ¿Se sintieron felices durante su permanencia en ella? ¿Se llevan un recuerdo positivo, constructivo, libre, feliz, tolerante, incluyente, de su escuela? ¿Les ayudó a madurar, a sentirse seguros para enfrentar la nueva vida que les tocará vivir? Ojalá que la respuesta a estas preguntas sea un rotundo SÍ.
Para concluir, quisiera darles algunas recomendaciones para esta nueva etapa de sus vidas que aguarda por ustedes: Primero que nada: sé feliz, sé libre, si vas a una universidad, instituto o academia siéntate en los asientos más cercanos al pizarrón, tómate tu carrera en serio, no estudies solo, arranca con buenas notas que ya después verás que todo se te hará más fácil, desconfía del que te dice “10 es nota y lo demás es lujo”. Dedícate a lo que te gusta, hazlo con pasión. La universidad te brindará múltiples opciones para tus múltiples intereses: deportivas, intelectuales, artísticas, políticas, además de las que forman el núcleo de tu carrera. Si lo deseas, involúcrate en actividades extra-académicas en la justa medida que no entorpezcan tu rendimiento académico.

Bríndale a este país tu talento, ayuda -con tus conocimientos, tu creatividad y tu ejemplo- a crear un mejor país. Ya sea que te toque ser dirigente de este país, o que tengas tu propia empresa, sea lo que sea que te depare el futuro, por sobre todas las cosas: sé honesto. Todos lo necesitamos. ¡Mucho éxito en todo lo que emprendas! y ¡Felicitaciones!

(Discurso que pronunciara como Padrino de promoción de los estudiantes de Humanidades de la Escuela Comunitaria Luisa Goiticoa en julio de 2014, luego de concluir una experiencia maravillosa de 3 años como profesor de Química, Biología y Filosofía para 4to. y 5to. año). 

Derechos reservados Rubén Carvajal Santana ©

26 septiembre 2017

Después de 15 años en un estado vegetativo, la estimulación nerviosa restaura la conciencia



Después de 15 años en un estado vegetativo, la estimulación nerviosa restaura la conciencia

24 de septiembre de 2017


Resumen: Los investigadores han sido capaces de restaurar la conciencia a un paciente que ha estado en estado vegetativo durante 15 años. El estudio innovador utilizó la estimulación del nervio vago para ayudar a restaurar la conciencia del paciente.
Fuente: Cell Press.
Un hombre de 35 años que había estado en estado vegetativo durante 15 años después de un accidente de coche ha mostrado signos de conciencia después que un equipo de neurocirujanos ha implantado un estimulador del nervio vago en su pecho. Los hallazgos, descritos en Current Biology el 25 de septiembre muestran que la estimulación del nervio vago (VNS) -un tratamiento ya en uso para la epilepsia y la depresión- puede ayudar a restaurar la conciencia incluso después de muchos años en estado vegetativo.
El resultado desafía la creencia general de que los trastornos de la conciencia que persisten por más de 12 meses son irreversibles, dicen los investigadores.
Estimulando el nervio vago, mostramos que "es posible mejorar la presencia de un paciente en el mundo", dice Angela Sirigu del Institut des Sciences Cognitives Marc Jeannerod en Lyon, Francia.
La imagen muestra cómo VNS ilumina el tálamo y el precuneus.
Después de la estimulación del nervio vago, el metabolismo aumentó en la corteza parieto-occipital derecha, tálamo y estriado. Crédito: Corazzol et al.
El nervio vago conecta el cerebro a muchas otras partes del cuerpo, incluyendo el intestino. Se sabe que es importante en la vigilia, el estado de alerta y muchas otras funciones esenciales. Para probar la capacidad de VNS para restaurar la conciencia, los investigadores, liderados por Sirigu y los médicos liderados por Jacques Luauté, querían seleccionar un caso difícil para asegurarse de que cualquier mejora no podía explicarse por casualidad. Miraron a un paciente que había estado en estado vegetativo durante más de una década sin ningún signo de mejoría.
Después de un mes de estimulación del nervio vagal, la atención del paciente, los movimientos y la actividad cerebral mejoraron significativamente, informan. El hombre comenzó a responder a órdenes simples que antes eran imposibles. Por ejemplo, podía seguir un objeto con los ojos y girar la cabeza a petición. Su madre informó de una mejor capacidad para mantenerse despierto al escuchar a su terapeuta leyendo un libro.
Después de la estimulación, los investigadores también observaron respuestas a la "amenaza" que había estado ausente. Por ejemplo, cuando la cabeza del examinador se acercó de repente al rostro del paciente, reaccionó sorprendido abriendo los ojos. Después de muchos años en estado vegetativo, había entrado en un estado de conciencia mínima.
La imagen muestra la mayor conectividad después de VNS.
Esta figura muestra el intercambio de información entre todos los electrodos antes y después de la estimulación del nervio vago (VNS). A la derecha, los colores más cálidos (amarillo / naranja) indican un aumento de la conectividad entre las regiones parietales posteriores. La imagen de NeuroscienceNews.com se acredita a Corazzol et al.
Grabaciones de la actividad cerebral también revelaron cambios importantes. Una señal de ondas EEG teta, importante para distinguir entre un estado vegetativo y un estado mínimamente consciente aumentó significativamente en áreas del cerebro involucradas en movimiento, sensación y conciencia. La VNS también aumentó la conectividad funcional del cerebro. Un PET scan también mostró aumentos en la actividad metabólica en las regiones corticales y subcorticales del cerebro.
Los hallazgos demuestran que la intervención correcta puede producir cambios en la conciencia incluso en los casos clínicos más graves, dicen los investigadores.
"La plasticidad cerebral y la reparación del cerebro siguen siendo posibles incluso cuando la esperanza parece haber desaparecido", dice Sirigu.
Los investigadores ahora están planeando un estudio colaborativo grande para confirmar y para ampliar el potencial terapéutico de VNS para los pacientes en un estado vegetativo o mínimamente consciente. Además de ayudar a los pacientes, Sirigu dice que los hallazgos también avanzarán en la comprensión de "esta capacidad fascinante de nuestra mente para producir experiencia consciente".
Acerca de este artículo de investigación en neurociencia
Financiación: El estudio contó con el apoyo del CNRS, ANR y de una beca de la Universidad de Lyon dentro del programa "Investissement d'Avenir".
Fuente: Joseph Caputo - Cell Press 
Fuente de la imagen: NeuroscienceNews.com las imágenes se acreditan a Corazzol et al. 
Investigación Original: Completo acceso abierto la investigación de “Restauración de la conciencia con la estimulación del nervio vago” por Martina Corazzol, Guillaume Lio, Arthur Lefevre, Gianluca Deiana, Laurence Tell, Nathalie André-Obadia, Pierre Bourdillon, Marc Guenot, Michel Desmurget, Jacques Luauté, y Angela Sirigu en Biología Actual . Publicado en línea el 25 de septiembre 2017 doi: 10.1016 / j.cub.2017.07.060
Abstract
Restoring consciousness with vagus nerve stimulation
Patients lying in a vegetative state present severe impairments of consciousness caused by lesions in the cortex, the brainstem, the thalamus and the white matter. There is agreement that this condition may involve disconnections in long-range cortico–cortical and thalamo-cortical pathways. Hence, in the vegetative state cortical activity is ‘deafferented’ from subcortical modulation and/or principally disrupted between fronto-parietal regions. Some patients in a vegetative state recover while others persistently remain in such a state. The neural signature of spontaneous recovery is linked to increased thalamo-cortical activity and improved fronto-parietal functional connectivity. The likelihood of consciousness recovery depends on the extent of brain damage and patients’ etiology, but after one year of unresponsive behavior, chances become low. There is thus a need to explore novel ways of repairing lost consciousness. Here we report beneficial effects of vagus nerve stimulation on consciousness level of a single patient in a vegetative state, including improved behavioral responsiveness and enhanced brain connectivity patterns.
“Restoring consciousness with vagus nerve stimulation” by Martina Corazzol, Guillaume Lio, Arthur Lefevre, Gianluca Deiana, Laurence Tell, Nathalie André-Obadia, Pierre Bourdillon, Marc Guenot, Michel Desmurget, Jacques Luauté, and Angela Sirigu in Current Biology. Published online September 25 2017 doi:10.1016/j.cub.2017.07.060

04 septiembre 2017

Olores y preferencias sociales: las raíces neuroquímicas de la atracción

Investigadores de la Universidad de California en San Diego (UCSD) han aislado dos moléculas de microARN que son responsables de mediar los cambios de neurotransmisores al pasar de la aversión a la atracción, y viceversa.

En las vastas manadas de ovejas que parecen virtualmente idénticas, el cachorrito perdido localiza a sus parientes. Los salmones nadan hacia las inmensas extensiones del mar y emigran de regreso a sus exóticas zonas de desove con una desconcertante precisión. Los científicos han sabido durante mucho tiempo acerca de tales apegos del parentesco animal, algunos conocidos como "impronta", pero los mecanismos subyacentes han estado escondidos en una caja negra a nivel celular y molecular. Ahora, los biólogos de la UCSD han desbloqueado elementos clave de estos misterios, con implicaciones para comprender la atracción social y la aversión en una serie de animales y seres humanos.

Davide Dulcis, del Departamento de Psiquiatría de la Facultad de Medicina de la UCSD, y Giordano Lippi, Darwin Berg, Nick Spitzer y sus colegas de la División de Ciencias Biológicas publicaron sus resultados en la edición en línea de la revista Neuron del 31 de agosto de 2017.

En una serie de estudios neurobiológicos que se remontan a ocho años, los investigadores examinaron larvas de ranas (renacuajos), que se sabe que nadan en grupo con miembros de la familia. Al centrar sus estudios en las pistas olfativas familiares (olores de parentesco), los investigadores lograron identificar los mecanismos por los cuales los renacuajos de dos a cuatro días elegían nadar con miembros de la familia en lugar de con miembros no familiares. Sus pruebas también revelaron que los renacuajos que estaban expuestos a olores formadores tempranos de aquellos fuera de su grupo familiar también estaban inclinados a nadar con el grupo que generaba el olor, ampliando su preferencia social más allá de su propio parentesco verdadero.

Los investigadores descubrieron que este cambio se basa en un proceso conocido como "cambio de neurotransmisores", un área de investigación del cerebro iniciada por Spitzer y más investigado por Dulcis en el contexto de los psicoestimulantes y el cerebro enfermo. El neurotransmisor dopamina se encontró en niveles altos durante la unión normal de parentesco familiar, pero cambió al neurotransmisor GABA en el caso de parentesco con olor artificial, o atracción "no parental".

"En las condiciones inversas hay un claro signo de cambio de neurotransmisores, por lo que ahora podemos ver que estos neurotransmisores están realmente controlando un comportamiento específico", dijo Dulcis, un profesor asociado. "Se puede imaginar lo importante que esto es para la preferencia social y el comportamiento. Tenemos respuestas innatas en las relaciones, enamorarnos y decidir si nos gusta alguien. Utilizamos una variedad de señales y estos odorantes pueden ser parte de la ecuación de preferencia social ".

Imagen confocal de un cerebro de renacuajo. Se observan neuronas dopaminérgicas (verdes), cuya actividad se ve aumentada durante el reconocimiento típico de parentesco, y neuronas GABAérgicas (rojas), elevadas en casos de parentesco social ampliado. La imagen de NeuroscienceNews.com se acredita a UCSD.
Los científicos llevaron el estudio a un nivel más profundo, tratando de encontrar cómo se desarrolla este mecanismo a nivel genético. La secuenciación ayudó a aislar dos microRNAs clave, moléculas implicadas en la coordinación de la expresión génica. Después de cientos de posibilidades, identificaron el microRNA-375 y el microRNA-200b como los reguladores clave que median la conmutación de neurotransmisores para la atracción y la aversión, afectando la expresión de genes conocidos como Pax6 y Bcl11b que en última instancia controlan el comportamiento de natación del renacuajo.

"Los microARN eran candidatos ideales para el trabajo", dijo Lippi, un científico del proyecto en el laboratorio de Berg en la Sección de Neurobiología de la División. "Son represores post-transcripcionales y pueden dirigirse a cientos de diferentes mRNAs para consolidar programas genéticos específicos y activar interruptores de desarrollo".

El estudio comenzó en 2009 y se profundizó en extensión y alcance a lo largo de los años. Los revisores del documento quedaron impresionados con la amplitud del proyecto, entre ellos uno que elogió a los autores "por este estudio heroico que es fascinante y completo".

"La interacción social, ya sea con las personas en el lugar de trabajo o con familiares y amigos, tiene muchos determinantes", dijo Spitzer, un distinguido profesor de la División de Ciencias Biológicas, la Atkinson Family Chair y co-director del Kavli Institute for Brain and Mind en UCSD. "Como seres humanos somos complicados y tenemos múltiples mecanismos para lograr la vinculación social, pero parece probable que este mecanismo para cambiar la preferencia social en respuesta a los estímulos olfativos contribuye en cierta medida".

Traducido de Neuroscience News (Proofreader: Rubén Carvajal Santana)

Además de Dulcis, Lippi, Berg y Spitzer, otros coautores del artículo fueron: Christiana Stark and Long Do.

Funding: The work was funded by the NIH/National Institute of Neurological Disorders and Stroke.
Source: Mario Aguilera – UCSD
Image Source: NeuroscienceNews.com images are credited to UCSD.

Referencia: Abstract for “Neurotransmitter Switching Regulated by miRNAs Controls Changes in Social Preference” by Davide Dulcis, Giordano Lippi, Christiana J. Stark, Long H. Do, Darwin K. Berg, and Nicholas C. Spitzer in Neuron. Published online August 31 2017 doi:10.1016/j.neuron.2017.08.023

03 septiembre 2017

Neurohipnotismo: Perspectivas para la hipnosis y la neurociencia

A continuación, algunos extractos del artículo de John F. Kihlstrom. Neuro-Hypnotism: Prospects for Hypnosis and Neuroscience. Cortex. 2013 Feb; 49(2): 365–374. Published online 2012 Jun 5.
doi:  10.1016/j.cortex.2012.05.016.



John F. Kihlstrom Professor Emeritus
Email Address: jfkihlstrom@berkeley.edu
Office: 3333 Tolman Hall
Education: Ph.D., University of Pennsylvania
Research Area: Cognition
Secondary Research Area: Social-Personality
Laboratory: The Human Ecology of Memory
Website: Kihlstrom Web site

Más de 150 años después de que Braid acuñó el término hipnosis y articuló la primera teoría neurofisiológica del fenómeno, el estudio de los correlatos neurales de la hipnosis y el uso instrumental de la hipnosis para estudiar los correlatos neurales de otros aspectos de la mente y el comportamiento está aún en su infancia. Pero, de nuevo, lo mismo podría decirse de muchos otros fenómenos psicológicos complejos, incluyendo la percepción y la memoria. Sin embargo, tres tendencias importantes ya son visibles. En primer lugar, los investigadores están empezando a adoptar modernas técnicas sofisticadas de imagen cerebral, especialmente resonancia magnética funcional (RMf), que puede proporcionar más análisis de grano fino de la ubicación y la línea temporal de la actividad cerebral involucradas en la experiencia hipnótica. En segundo lugar, y más importante, la teoría en esta área ha evolucionado desde un enfoque bastante simplista y romántico sobre la actividad alfa, o la hipnosis del hemisferio derecho, hasta posiciones que reconocen la complejidad de la experiencia de la hipnosis. La investigación y la teoría de la hipnosis han seguido los desarrollos de la neurociencia cognitiva de manera más amplia y ahora están listos para adoptar las técnicas más sofisticadas para mapear los complejos fundamentos neuronales de la experiencia multifacética de la hipnosis. Tercero, la hipnosis está siendo cada vez más empleada por investigadores cuyos intereses primarios están fuera del dominio de la hipnosis. Durante más de un siglo, los psicólogos han considerado la hipnosis como intrínsecamente interesante, un desafío para explicar la teoría psicológica; ahora la hipnosis también se ve como interesante por lo que puede decirnos acerca de otras cosas - como la conciencia (Kihlstrom, 2012).

Hace más de una década, Frith, Perry y Lumer argumentaron que los estudios de los correlatos neuronales de la experiencia consciente deberían contrastar las condiciones en las que el mismo estímulo físico provoca la misma respuesta conductual, sin acompañamiento de la conciencia (Frith et al., 1999). Una estrategia similar podría ser reveladora con respecto a las alteraciones hipnóticas en las funciones de monitoreo y control de la conciencia. Por ejemplo, se sabe que la amnesia posthipnótica daña la memoria explícita, pero preserva otras expresiones de la memoria implícita (Kihlstrom, 2007). En consecuencia, una estrategia de imagen cerebral que compare tanto la memoria explícita como la implícita para los ítems estudiados durante la amnesia y después de que se haya cancelado la sugestión de amnesia podría revelar una actividad neural específicamente asociada con el recuerdo consciente y las expresiones inconscientes de la memoria. Las herramientas de neuroimagen ahora están disponibles, y un siglo de investigación conductual sobre la hipnosis ha puesto los fundamentos empíricos y conceptuales para su uso apropiado. Todo lo que queda es comenzar el trabajo en serio.

Los sustratos neurofisiológicos de la hipnosis han estado sujetos a la especulación desde que el fenómeno obtuvo su nombre. Hasta hace poco tiempo, gran parte de esta investigación se orientó hacia la comprensión de la hipnosis misma, incluyendo las bases biológicas de las diferencias individuales en la hipnotizabilidad, los cambios dependientes del estado en la actividad cortical que ocurren con la inducción de la hipnosis y los correlatos neurales de la respuesta a sugerencias hipnóticas particulares especialmente la analgesia hipnótica, clínicamente útil. Más recientemente, la hipnosis ha comenzado a emplearse como un método para manipular los estados mentales de los sujetos, tanto cognitivos como afectivos, para proporcionar información sobre los sustratos neuronales de la experiencia, el pensamiento y la acción. Este uso instrumental de la hipnosis es particularmente adecuado para identificar los correlatos neurales de la percepción y la memoria conscientes e inconscientes, y de la acción voluntaria e involuntaria.

La hipnosis es una interacción social en la que una persona, designada como sujeto, responde a las sugerencias ofrecidas por otra persona, denominada hipnotizadora, para experiencias imaginativas que implican alteraciones en la percepción y la memoria conscientes y el control voluntario de la acción. En el caso clásico, estas experiencias van acompañadas de una convicción subjetiva cercana a la ilusión y de sentimientos de involuntariedad que bordean la compulsión (Kihlstrom, 2008). La hipnosis proporcionó el fundamento para el desarrollo de ambas teorías psicogénicas de la enfermedad mental y formas de perspicacia de la psicoterapia a finales del siglo XIX y principios del XX (Crabtree, 1993). Más recientemente, la hipnosis contribuyó a la "revolución de la conciencia" dentro de la psicología y la ciencia cognitiva (Hilgard, 1987), y al resurgimiento del interés de la investigación en la vida mental inconsciente (Kihlstrom, 1987, 2007).

Las diferencias individuales en la hipnotizabilidad imponen restricciones importantes en la investigación de la hipnosis: se puede estudiar la hipnosis sólo en aquellos que pueden experimentarla. Por esta razón, los investigadores no pueden simplemente exponer sujetos seleccionados al azar a una inducción hipnótica. El diseño canónico para la investigación de la hipnosis implica administrar una inducción hipnótica estándar, o un procedimiento de control, a los sujetos clasificados (en base a las escalas estandarizadas) como hipnotizables, como Sheehan y Perry, 1976. Este diseño permite evaluar tanto los correlatos de la hipnotizabilidad (en ausencia de inducción hipnótica) como los efectos del procedimiento de inducción (independiente de la hipnotizabilidad). De interés particular, por supuesto, es la interacción de estos factores, es decir, cómo los sujetos altamente hipnotizables se comportan después de una inducción hipnótica, en comparación con alguna condición de control.

Históricamente, el enfoque más popular para entender los sustratos neuronales de la hipnosis ha sido examinar los correlatos electroencefalográficos de la hipnotizabilidad y los cambios en el espectro EEG que se producen cuando se induce la hipnosis (Lee et al., 2007, Hinterberger et al., 2011, Vaitl et al., 2005). Muchos de estos estudios fueron "expediciones de pesca", realizados con la esperanza de que darían resultados interesantes, en lugar de pruebas de hipótesis específicas sobre la naturaleza o locus de los cambios electrocorticales asociados con la hipnosis. A finales de los años sesenta se sugirió que la hipnotizabilidad y la hipnosis estaban asociadas con una mayor densidad de actividad alfa en el EEG, hipótesis que sacó fuerza de los informes iniciales de aumento de la densidad alfa en el Zen y la meditación del yoga, al igual que las experiencias una vez se cree que se producen por el biofeedback EEG alfa. Consideraciones similares, así como las especulaciones sobre la relevancia de la actividad de 40 Hz a la excitación enfocada, la unión perceptiva y la propia conciencia, provocaron la investigación de la banda gamma del EEG (DePascalis, 1999, 2007). Finalmente, de una manera que recuerda la analogía del siglo XIX entre la hipnosis y el sueño, la asociación entre la actividad theta y la imaginación hipnagógica llevó a algunos investigadores a centrarse en esta porción del espectro EEG (Sabourin et al., 1990; Williams y Gruzelier, 2001 ).

El más completo de estos estudios fue informado por Ray y sus colegas, que aprovecharon la avanzada tecnología de EEG para examinar la actividad alfa, beta y theta registrada por separado de frontal, temporal, parietal y occipital sitios de hemisferios izquierdo y derecho en hipnotizable y los insusceptibles estudiantes universitarios de sexo masculino y femenino antes y después de una inducción hipnótica (Graffin et al., 1995; Ray, 1997).

A finales de los años sesenta y setenta, el reciente descubrimiento de la especialización hemisférica condujo a la propuesta de que la hipnosis está mediada por el hemisferio derecho (Bakan, 1969, Graham, 1977, Gur y Gur, 1974). Es cierto que esta hipótesis de la hipotalidad de la lateralidad se basaba en una noción algo romántica de que los hemisferios cerebrales (¡para no mencionar las personas que los poseían!) podían dividirse en el derecho creativo, intuitivo, holístico y lógico, secuencial, una visión simplista que luego fue minimizada incluso por uno de sus más ardientes defensores anteriores (Ornstein, 1997). Sin embargo, proporcionó un poderoso estímulo para el estudio de los sustratos neuronales de la hipnosis.

Los estudios psicofisiológicos han producido resultados contradictorios. Dos estudios iniciales que emplearon el bloqueo alfa EEG como índice de la actividad hemisférica no encontraron evidencia de que los sujetos hipnotizables favorecieran el hemisferio derecho o que la inducción de la hipnosis indujo un cambio de preferencia de izquierda a derecha (Morgan et al., 1971, 1974) . Sin embargo, algunos investigadores posteriores informaron que los patrones de EEG de los sujetos mostraron un cambio de la activación del hemisferio izquierdo al hipnotizado (Edmonston y Moskovitz, 1990; MacLeod-Morgan y Lack, 1982), mientras que Gruzelier y sus colegas encontraron asimetrías laterales en electrodos (EDR) que sugiere una inhibición de la actividad del hemisferio izquierdo (Gruzelier et al., 1984).

En retrospectiva, la hipótesis de la hipnosis e hipnotizabilidaddel del hemisferio derecho estaba destinada a fallar. La hipnosis tiene ciertas cualidades estereotípicamente atribuidas al hemisferio derecho, como un modo de cognición no analítico que permite a los sujetos lograr la coexistencia pacífica entre la ilusión y la realidad requerida para que un sujeto responda a las preguntas que emanan de un altavoz que no existe (Orne, 1959). Por otra parte, hay abundante evidencia para la participación del hemisferio izquierdo en la hipnosis (Jasiukaitis et al., 1996, Maquet et al., 1999), así como debería haberlo.

Los investigadores que desean utilizar métodos avanzados de imágenes cerebrales para identificar los correlatos neurales de la hipnosis y la sugestión enfrentan un dilema. Sobre la base de la resolución temporal y espacial, la RMf es preferible al PET para las investigaciones de la hipnosis de imágenes cerebrales. Pero el ambiente de la RMf es excepcionalmente ruidoso, y no es - al menos a primera vista - particularmente propicio para la hipnosis. Afortunadamente, un estudio reciente indica que las preocupaciones sobre los niveles de ruido y las restricciones físicas asociadas con la RMf probablemente han sido exageradas (Oakley et al., 2007). Incluso se ha sugerido que la hipnosis puede hacer que el proceso de RM sea más tolerable para los pacientes médicos (Simon, 1999).
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