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Científicos desarrollan un nuevo procedimiento para reparar nervios cercenados y permitir que los pacientes se recuperen en días o semanas, en vez de meses o años

Ellos utilizaron un mecanismo celular similar al que se valen muchos invertebrados para reparar los daños de los axones en su sistema nervioso.

“Con un mayor desarrollo en ensayos clínicos, esta solución será un gran avance en los procedimientos actuales que, en general, restauran de manera imperfecta una función perdida en meses, en el mejor de los casos,” señaló el profesor Jorge Bittner, de la Universidad de Texas.

El equipo estudió los mecanismos que utilizan todas las células animales para reparar los daños en sus membranas y se centraron en los invertebrados, que tienen una mayor capacidad de regenerar los axones nerviosos en comparación con los mamíferos. Un axón es una larga extensión que surge del cuerpo de la neurona para comunirse con otras neuronas, o con los músculos.

El éxito de esta investigación comenzó con el descubrimiento de Bittner de que los axones nerviosos de los invertebrados que se cortaban de su cuerpo celular podían volver a reconectar los extremos proximal y distal de los axones en siete días, algo que les permie un ritmo de recuperación muy superior a los mamíferos.

“En los mamíferos, el tronco axonal distal que se ha cortado degenera en unos tres días, y el crecimiento para regenerarse y restaurar el uso de los músculos o las áreas sensoriales del tocón nervioso axonal proximal puede llevar meses o años, a menudo con menos precisión y un resultado menos funcional”, dijo Bittner.

El equipo puedo reparar los nervios ciáticos rotos de la parte superior del muslo, y los resultados muestran que las ratas pudieron usar su miembro al cabo de una semana , y tener muchas funciones muy bien restauradas en 2 a 4 semanas, y en algunos casos un funcionamiento plenamente restaurado.

Cómo se reparan los nervios cortados

1. Se aplica una solución salina hipotónica que contiene antioxidantes para abrir los extremos axonales cortados y prevenir su sellado.

2. Se aplica polietilenglicol (PEG; anticongelante) para abrir los extremos expuestos e inducir a sus membranas a fluir rápidamente una dentro de la otra.

3. Se aplica entonces Ca²⁺, que contiene una solución salina isotónica, para sellar los orificios restantes.

“Utilizamos ratas como un modelo experimental para demostrar cómo se pueden reparar los axones nerviosos cortados. Sin nuestro procedimiento, la restauración de una plena funcionalidad rara vez se hace realidad”, dijo Bittner. “El nervio ciático controla la totalidad de los movimientos de los músculos de las piernas de todos los mamíferos y este nuevo abordaje en la reparación de los axones nerviosos podría tener, casi con total seguridad, el mismo éxito en los humanos.”

Para explorar las implicaciones a largo plazo y los usos médicos de este procedimiento, colaboradores médicos y científicos de la Universidad de la escuela de medicina de Harvard y las escuelas de Medicina y hospitales de Vanderbilt están realizando estudios con el fin de obtener las debidas aprobaciones y comenzar los ensayos clínicos.

“Creemos que este procedimiento puede producir una transformación que cambie la forma de reparar las lesiones en los nervios”, concluyó Bittner.

Referencia de publicación: C.S. Spaeth et al., Cellular mechanisms of plasmalemmal sealing and axonal repair by polyethylene glycol and methylene blue, Journal of Neuroscience Research, 2012 [DOI: 10.1002/jnr.23022]

Referencia de publicación: G.D. Bittner et al., Rapid, effective, and long-lasting behavioral recovery produced by microsutures, methylene blue, and polyethylene glycol after completely cutting rat sciatic nerves, Journal of Neuroscience Research, 2012 [DOI: 10.1002/jnr.23023]

Fuente: kurzweilai.net. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Emiliano Bruner, del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana, ha llegado a esta conclusión en un trabajo sobre las diferencias de género en la forma del puente que comunica los dos hemisferios cerebrales asociadas a variaciones alométricas, publicado en la revista Journal of Anatomy

El Dr. Emiliano Bruner, responsable del Grupo de Paleoneurobiología de Homínidos del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana acaba de publicar “Gender-based differences in the shape of the human corpus callosum are associated with allometric variations” en la revista Journal of Anatomy, un estudio en el que se analiza la variación de forma del cuerpo calloso entre hombres y mujeres, utilizando técnicas de elaboración de imagen, modelos geométricos y estadística multivariante, y según el cual dicha variación se debe a diferencias en el tamaño cerebral y no a factores asociados específicamente con el género.

Ese conjunto de fibras neurales que pone en comunicación los hemisferios cerebrales que es el cuerpo calloso es muy variable de individuo a individuo, sobre todo porque su forma es el resultado de muchas influencias diferentes por parte de las otras componentes del cerebro. Y como explica este investigador del CENIEH siempre se han reconocido diferencias, aunque sutiles, en forma y tamaño del cuerpo calloso entre hombres y mujeres. Las diferencias sexuales ya descritas en el pasado se confirman en este estudio ahora utilizando análisis geométricos, pero con un matiz importante: se deben a diferencias de tamaño, no a factores específicamente de género.

Y es que el cerebro masculino tiene en promedio un tamaño mayor que el femenino, esta diferencia conlleva también, como consecuencia, una variación en la forma geométrica de esta estructura. Aunque como concluye el Dr. Bruner: “Desde luego no sabemos si esta variación se debe a factores internos del cuerpo calloso, o a otras estructuras cercanas que influyen indirectamente en su geometría”.

En este trabajo también han colaborado José Manuel de la Cuétara, del Grupo de Paleoneurobiología de Homínidos del CENIEH; Roberto Colom, de la Universidad Autónoma de Madrid-Fundación CIEN/Fundación Reina Sofía, y Manuel Martín-Loeches, del Centro Mixto UCM-ISCIII de Evolución y Comportamiento Humanos.

Fuente: Sinc. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Expertos estadounidenses han descrito cómo actúa el cerebro de las personas sin habla cuando escuchan una conversación y han sido capaces de extraer las palabras que expresan en su cerebro. El avance podría ampliar la capacidad de comunicación de las personas con discapacidades en el habla y el lenguaje. La investigación se publica en ‘PLoS Biology’

Un grupo de neurocientíficos de la Universidad de California Berkley (EEUU) ha logrado entender cómo el cerebro ‘escucha’ una conversación. Tras analizar la actividad de una zona del lóbulo temporal, la parte del cerebro que controla el sistema auditivo, los expertos han obtenido las palabras que ha escuchado una persona incapaz de hablar. La investigación se publica en la revista PLoS Biology.

“Los pacientes con daños en el habla a causa de un accidente cerebrovascular, o que sufren esclerosis lateral amiotrófica (ELA) podrían beneficiarse si se consiguen reconstruir las conversaciones imaginarias a partir de la actividad del cerebro”, opina Robert Knight, investigador de la Universidad americana y coautor del trabajo.

Para aprender más sobre cómo el cerebro traduce el sonido en significado, los investigadores analizaron cómo una zona del sistema auditivo procesa las frecuencias acústicas y el ritmo del habla. “Comprender la relación entre las señales del cerebro y sus características sonoras permite descifrar el sonido utilizando sólo las grabaciones cerebrales”, declara a SINC Brian Pasley, autor principal del artículo e investigador en el mismo centro.

El experto aclara que “este trabajo no consiste en leer la mente. Sólo se han decodificado sonidos que una persona escucha, no lo que alguien piensa para sí mismo”.

Como Beethoven

Pasley compara el cerebro con un piano, en el que las zonas encargadas de grabar sonidos son las teclas. “Un pianista experto sabe las notas musicales que se asocian con cada tecla del piano, y viendo cuáles se pulsan, sin necesidad de oír la melodía, tiene una idea precisa de lo que se toca porque entienden la relación entre las teclas y el sonido. Igual que Ludwig van Beethoven era capaz de ‘oír’ sus composiciones a pesar de ser sordo”, añade Pasley.

Las grabaciones del cerebro son similares. Se puede determinar la relación entre la actividad cerebral y diferentes frecuencias acústicas del sonido. Según Pasley, “si vemos qué sitios del cerebro se activan podemos adivinar qué sonido era el que el paciente ha escuchado”.

Evidencias científicas apuntan que tanto escuchar un sonido como imaginarlo (tararear mentalmente una canción, por ejemplo) pueden activar áreas similares del cerebro. De confirmarse, y si el cerebro procesa las imágenes auditivas y del habla de forma similar a la percepción, “se podría aplicar este enfoque a la lectura de discurso imaginario, que puede ser útil en el desarrollo de prótesis de comunicación para discapacitados grave”, añade.

90% de efectividad

Para realizar el estudio, se ofrecieron voluntarios 15 pacientes que debían someterse a intervenciones de cirugía craneal. Durante una semana se les colocaron más de 250 electrodos directamente en la corteza cerebral para registrar su actividad. Mientras los pacientes escuchaban conversaciones de entre cinco y diez minutos, se registraba la actividad cerebral detectada por los electrodos.

Pasley utilizó estos datos para reconstruir y reproducir los sonidos que los pacientes habían escuchado. El análisis de las frecuencias y ritmos producidos en menos de diez minutos de charla fueron suficientes para reproducir sonidos bastante cercanos a la palabra original con un 90% de acierto.

Para Knight “esta investigación es un paso hacia la compresión de qué características del habla se representan en el cerebro”.

Referencia bibliográfica: Brian N. Pasley, Stephen V. David, Nima Mesgarani, Adeen Flinker, Shihab A. Shamma, Nathan E.Crone, Robert T. Knight, Edward F. Chang. “Reconstructing Speech from Human Auditory Cortex”. PLoS Biology. January 31, 2012. 10 (31). doi:10.1371/journal.pbio.1001251.

Fuente: Sinc. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Muerto viviente, silencio atronador y monstruo hermoso. Son tres ejemplos de oxímoron, una combinación de dos palabras que al juntarse cambian su significado individual, y que además generan una intensa actividad en el área frontal izquierda del cerebro

Así lo refleja un estudio que investigadores del Basque Center on Cognition, Brain and Language (BCBL) de San Sebastián publican en la revista NeuroImage. El trabajo demuestra científicamente cómo las figuras retóricas estimulan la actividad cerebral.

Los políticos en sus discursos, los generales en sus arengas y los amantes en sus poemas han utilizado desde siempre las figuras retóricas para convencer, infundir valor o seducir. El poder de las palabras hábilmente combinadas se conoce desde la Grecia clásica, pero ahora los científicos han logrado medir empíricamente la capacidad de una figura literaria para generar actividad cerebral en las personas.

Investigadores del centro donostiarra Basque Center on Cognition, Brain and Language (BCBL) han demostrado que el oxímoron genera una intensa actividad cerebral en el área frontal izquierda del cerebro, una actividad que no se produce cuando se trata de una expresión neutra o de una incorrecta.

Según el diccionario de la Real Academia Española de la Lengua, un oxímoron es una combinación en una misma estructura sintáctica de dos palabras o expresiones de significado opuesto que originan un nuevo sentido. Por ejemplo: noche blanca, muerto viviente o silencio atronador.

“Nuestra investigación demuestra el éxito a nivel retórico de las figuras literarias, y la razón de su efectividad es que atraen la atención de quien las escucha”, explica Nicola Molinaro, autor principal del estudio. “Se reactiva la parte frontal del cerebro y se emplean más recursos en el proceso cerebral de esa expresión”.

El investigador señala que el resultado de los experimentos se relaciona “con la actividad que requiere procesar la abstracción de figuras retóricas como el oxímoron, que tratan de comunicar cosas que no existen”.

Entre todas las figuras retóricas se escogió ésta por su fórmula sencilla de construir, lo que facilita medir con mayor precisión la actividad cerebral que genera. No ocurre así con otras figuras más complejas, como las metáforas.

El descubrimiento se ha publicado en la revista NeuroImage, una de las cabeceras más prestigiosas en este campo. La aceptación del artículo no ha necesitado de imágenes, algo inusitado en esta publicación, ya que toda la fase experimental se ha ejecutado por medio de electroencefalogramas.

El experimento del monstruo y sus adjetivos

Molinaro, junto a sus compañeros Jon Andoni Duñabeitia y Manuel Carreiras –director del BCBL–, han ideado varias listas de frases incorrectas, neutras, oxímoron y pleonasmos (vocablos innecesarios que añaden expresividad), empleando el mismo sustantivo como sujeto: la palabra ‘monstruo’.

Los investigadores han utilizado ‘monstruo geográfico’ como expresión incorrecta, ‘monstruo solitario’ como expresión neutra, ‘monstruo hermoso’ como oxímoron, y ‘monstruo horrible’ como pleonasmo. Después, se les mostraron estas listas a personas de entre 18 y 25 años y se midió su actividad cerebral cuando las procesaban por medio del electroencefalograma.

Los resultados muestran que cuanto menos natural es la expresión más recursos requiere para ser procesada en la parte frontal izquierda del cerebro. La frase neutra ‘monstruo solitario’ es la que menos recursos cerebrales necesita para procesarse. En cuanto a la expresión incorrecta ‘monstruo geográfico’, 400 milisegundos después de percibirla, el cerebro reacciona al detectar que hay un error.

Sin embargo, en el caso de los oxímoron, como ‘monstruo hermoso’, 500 milisegundos después de percibirse la expresión se midió una intensa actividad cerebral en la parte frontal izquierda del cerebro, un área íntimamente relacionada con el lenguaje que los seres humanos tienen muy desarrollada en comparación con otras especies. En el caso del pleonasmo ‘monstruo horrible’ se midió una actividad mayor que en la expresión neutra, pero menor que en el caso del oxímoron.

Esta investigación forma parte de una de las grandes áreas de estudio del BCBL: el lenguaje. En sus instalaciones de San Sebastián, entre otros campos relacionados con la investigación del cerebro, el centro estudia múltiples aspectos de la relación entre la cognición y el lenguaje, como el aprendizaje, el bilingüismo o los problemas asociados.

Una vez comprobado el éxito de este trabajo, el centro ha decidido ampliar el estudio de este campo. Molinaro ya ha comenzado a repetir este experimento con la resonancia magnética, para obtener imágenes de la actividad cerebral cuando se procesan figuras retóricas. El objetivo es estudiar las conexiones entre dos áreas muy implicadas en el procesamiento del significado: el hipocampo, una parte interna del cerebro, y el área frontal izquierda.

Referencia bibliográfica: Nicola Molinaro, Manuel Carreiras, Jon Andoni Duñabeitia. “Semantic combinatorial processing of non-anomalous expressions”. NeuroImage 59 (4): 3488–3501, 15 de febrero de 2012 (disponible on line desde noviembre de 2011). DOI: 10.1016/j.neuroimage.2011.11.009.

Fuente: Sinc. Aportado por Eduardo J. Carletti

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