«Decodifican» proceso de la memoria

Científicos estadounidenses anunciaron que descubrieron uno de los mecanismos que le permiten al cerebro formar recuerdos.

Desde hace mucho se sabía que la sinapsis –donde las células cerebrales se conectan entre sí- es el lugar clave para el intercambio y el almacenamiento de información en el cerebro.

Pero los investigadores, de la Universidad de California en Santa Bárbara, dicen que ahora entienden cómo se comportan las moléculas en las sinapsis para fijar un recuerdo.

Según ellos, los resultados de la investigación, publicados en la revista especializada Neuron, podrían ayudar al desarrollo de fármacos para tratar enfermedades como el mal de Alzheimer.

Se cree que el deterioro de las sinapsis es una de las causas de esta enfermedad, que comienza con dificultades para recordar actividades recientes o nombres de personas o cosas y que gradualmente afecta la memoria de forma profunda.

Mecanismo

Para fijar un recuerdo se requiere una sinapsis fuerte y en este proceso se crean proteínas.

Hemos resuelto esta paradoja. Mostramos que la degradación y la síntesis de proteínas ocurren juntas. La degradación posibilita la síntesis

Kenneth Kosik, investigador

Hasta ahora no estaba claro cómo el cuerpo controla ese mecanismo.

Los investigadores dicen que sus experimentos con ratas de laboratorio indican que la producción de las proteínas necesarias para fijar recuerdos sólo puede tener lugar cuando está activado el ácido ribonucleico (ARN), cuya función es llevar mensajes genéticos del núcleo al resto de la célula.

El cerebro humano artificial será realidad en una década

Consistirá en una reproducción informática tridimensional del cerebro, en todos sus niveles.

Brain

En diez años habrá sido creado un cerebro artificial capaz de replicar las funciones del cerebro humano, afirma el neurocientífico Henry Markram del Brain Mind Instituteperteneciente a la Escuela Politécnica Federal de Lausana(Suiza), en un artículo publicado por el servicio europeo de noticiasAlphaGalileo. 

Markram, que trabaja en el Proyecto Cerebro Azul (el Blue Brain Project ) de dicho Instituto desde hace años, señala además que un cerebro artificial es ya “técnica y biológicamente posible”, y que la única incertidumbre que queda para su desarrollo es financiera, porque el proyecto es “extremadamente caro”. 

En cambio, la complejidad de la mente humana no supone una barrera para la creación de la réplica: “por supuesto que el cerebro es extremadamente complejo porque tiene trillones de sinapsis, billones de neuronas, miles de millones de proteínas y miles de genes. Pero estos números son finitos y la tecnología actual es altamente sofisticada, lo que nos permitiría realizar la ingeniería inversa necesaria rápidamente”, asegura el científico. 

Unificando la información

Un ejemplo de la potencia tecnológica actual son los robots ya existentes, capaces de procesar información a una velocidad decenas de miles de veces más rápida que la de la mente de científicos y técnicos humanos. 

Resuelto el obstáculo de la tecnología, el proyecto se enfrenta, sin embargo, a un gran desafío: el del exceso de información, porque 100 años de investigación en neurociencia han producido millones de datos y un extenso conocimiento que jamás han sido reunidos y aprovechados completamente. 

Markram señala que hoy día “nadie sabe realmente lo que comprendemos ya del cerebro”. Por esa razón, “un modelo de éste serviría para reunir todos los conocimientos y permitiría probar cualquiera de las teorías que se tienen sobre su funcionamiento”. 

El mayor reto es comprender cómo los patrones eléctrico-magnético-químicos de la materia gris generan nuestra percepción de la realidad. Según Markram: “creemos que vemos con los ojos, pero en realidad la mayor parte de lo que vemos es una proyección de nuestro cerebro. Por tanto, ¿qué vemos realmente cuando observamos algo que está “fuera” de nosotros?” 

En los últimos 15 años, el trabajo de Markram y sus colaboradores ha consistido en recopilar cientos de miles de pequeñas porciones de datos que podrían ser reunidos en el modelo a desarrollar, para vislumbrar cómo es un microcircuito cerebral. Ésta es la parte de la investigación que, según él, es la más emocionante. 

Secretos revelados

En dicho modelo se reflejarán, además de todos los datos recopilados, algunos de los secretos del cerebro humano descubiertos por los investigadores. 

Por ejemplo, los científicos se han sorprendido al constatar que principios muy simples permiten a billones de neuronas interconectarse unas con otras. 

Por otro lado, para la neurociencia el modelo supondrá inmensas posibilidades, afirma el científico. Entre ellas, la de entender enfermedades cerebrales (como la esquizofrenia, la depresión o el autismo) que aún no han podido comprenderse, pero que afectan a millones de personas. 

Estas enfermedades provocan que circuitos, neuronas o sinapsis dejen de funcionar correctamente y, con ellos, el procesamiento de la información que llega al cerebro a través de los sentidos. En realidad, todavía no se sabe a ciencia cierta qué es lo que sucede cuando el cerebro se enferma. 

Por último, el cerebro artificial tendrá la ventaja añadida de permitir que los millones de experimentos realizados con animales cada año para intentar comprender dichas enfermedades sean sustituidos por pruebas directamente efectuadas en el modelo, explica Markram. 

Compleja reproducción informática

Pero, ¿qué es o en qué consistiría el cerebro artificial? El modelo del cerebro humano que pretenden crear los científicos del Proyecto Cerebro Azul será en realidad una reproducción informática altamente compleja.

Poco después del lanzamiento del Proyecto Cerebro Azul en 2005, publicamos en Tendencias21 un artículo en el que explicamos que dicho cerebro estará contenido en un superordenador, con el que se intentará desvelar los misterios del pensamiento, la percepción y la conciencia. 

La intención de los científicos es crear una modelización informática de los circuitos neuronales, con la finalidad de descubrir sus mecanismos. Para ello, esta reproducción informática deberá comprender todos los niveles del cerebro, incluido el molecular. 

El modelo será tridimensional y se llevará a cabo en varias fases. La primera de las fases se centrará en el neocortex, que es una de las zonas cerebrales más extensas y misteriosas del cerebro. 

En la segunda de las fases se desarrollarán dos modelos más, el modelo molecular y el del sistema neocortical. El proceso concluirá con una tercera fase, en la que el modelo completo será estimulado y observado, para ver como se comportan las diferentes partes del cerebro. 

La idea general es que en el proyecto se fusionen los conocimientos biológicos con los recursos informáticos, de manera que pueda realizarse a través de un programa informático un mapa detallado de los circuitos cerebrales. El cerebro artificial contará asimismo con técnicas de simulación virtual, que ofrecerán posibilidades inéditas de visualizar experiencias neuronales a nivel de microcircuitos.

Fuente: Tendencias21. El cerebro humano artificial será realidad en una década

Hallazgo clave contra el Alzheimer

Científicos del Reino Unido y de Francia identificaron tres nuevos genes aumentan el riesgo de contraer el mal Alzheimer, lo que podría reducir en un futuro hasta un 20% la tasa de incidencia de esta enfermedad.

Según el estudio, el hallazgo puede reducir hasta en un 20% la incidencia del Alzheimer.

Los investigadores aseguran que, neutralizando la actividad de estos genes, se podrían prevenir, por ejemplo, unos 100.000 nuevos casos por año en el Reino Unido de la variante más habitual del Alzheimer, que es la que se sufre en edad avanzada.

Es el «mayor avance logrado en la investigación del Alzheimer en los últimos 16 años», dijo Julie Williams, profesora de la Universidad de Cardiff, en Gales, que lideró el equipo del Reino Unido.

«Si fuéramos capaces de eliminar los efectos perjudiciales de estos genes mediante tratamientos, podríamos reducir el porcentaje de gente desarrollando el Alzheimer en un 20%», indicó Williams.

El resultado de la investigación, publicado en la revista científica Nature Genetics,ha llevado a los científicos a repensar sus teorías sobre el desarrollo de la enfermedad, señala la periodista de la BBC Hellen Briggs.

Inflamación cerebral

El Alzheimer es una enfermedad neurodegenerativa que se manifiesta a través de un deterioro cognitivo y de trastorno de la conducta, a causa de la muerte de las neuronas y de la atrofia del cerebro. Aún no existe un tratamiento eficaz contra este mal.

La identificación de los tres genes es la primera que se da desde 1993, año en el que una forma mutante de un gen llamado APOE fue responsabilizado de un 25% de los casos diagnosticados.

Dos de estos tres nuevos genes, denominados clusterina (o CLU) y PICALM, fueron identificados por el equipo británico, y el tercero, denominado receptor complementario 1 (o CR1), por el equipo francés.

El gen clusterina es conocido por su variada propiedad protectora del cerebro y, al igual que el APOE, ayuda al cerebro a deshacerse de los amiloides, una proteína potencialmente destructiva.

La novedad es que, según este estudio, también ayuda a reducir las inflamaciones dañinas en el cerebro causadas por una excesiva respuesta del sistema inmunitario, función que comparte con la CR1.

El estudio británico es la mayor investigación sobre el Alzheimer que se ha realizado hasta la fecha, con el seguimiento del ADN de más de 16.000 personas durante dos años, y el análisis de un millón de variaciones del código genético asociadas con este mal.

Los científicos creen que la inflamación cerebral puede jugar un papel mucho más importante en el desarrollo del Alzheimer de lo que se pensaba hasta ahora, por lo que poder interactuar con estos genes abre la puerta a tratamientos farmacológicos nuevos y más eficaces.

Otro miembro del equipo británico, el profesor Kevin Morgan, de la Universidad de Nottingham, explicó que este hallazgo posibilita aplicar nuevos tratamientos usando remedios convencionales.

La cuestión ahora es si «al reducir la inflamación podremos modificar el riesgo de contraer Alzheimer», agregó Morgan.

El tercer gen identificado, el PICALM, está relacionado con el transporte de moléculas hacia y dentro de las células nerviosas, y con el funcionamiento de la sinapsis, el proceso de conexiones neuronales que ayudan a formar la memoria de la persona.

Tener determinadas versiones de estos genes incrementa entre un 10% y un 15% el riesgo de padecer Alzheimer.

«Gran salto»

Rebecca Wood, presidenta del Fondo de Investigación del Alzheimer del Reino Unido (ONG que financió parcialmente el estudio británico), manifestó que este descubrimiento genético «es un gran salto en la investigación sobre la demencia».

Si fuéramos capaces de eliminar los efectos perjudiciales de estos genes mediante tratamientos, podríamos reducir el porcentaje de gente desarrollando el Alzheimer en un 20%

Julie Williams, investigadora

«En un momento en el que todavía tenemos que encontrar la manera de detener esta afección devastadora, este avance probablemente suscitará nuevas ideas y colaboraciones en la carrera para encontrar una cura», destacó.

El estudio británico fue la mayor investigación sobre el Alzheimer que se ha realizado hasta la fecha, con el seguimiento del ADN de más de 16.000 personas durante dos años, y el análisis de un millón de variaciones del código genético asociadas con este mal.

Pero la doctora Williams aclaró que, pese a la importancia del descubrimiento «la caza para identificar las causas genéticas» del Alzheimer (responsables de entre el 60% y el 80% de los casos) continúa.

Actualmente, hay unas 700.000 personas viviendo con demencia en el Reino Unido, y los pronósticos indican que pueden llegar a ser 1,7 millón para 2050.

El estudio fue llevado a cabo por equipos en Cardiff, Londres, Cambridge, Nottingham, Southampton, Manchester, Oxford, Bristol y Belfast. Se prevé la realización de otro en 2010 con 60.000 voluntarias.

Fuente: BBC. Hallazgo clave contra el Alzheimer