tag:blogger.com,1999:blog-7096332706467399702024-02-19T02:54:43.169+01:00Francisco Zafra GómezCatedrático de Bioquímica. Universidad Autónoma de Madrid.
Blog sobre Cienciawww.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.comBlogger19125tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-22690587513904583672009-12-20T09:23:00.006+01:002009-12-20T10:29:53.732+01:00Balance 2009<div style="text-align: justify;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Nos acercamos al final de otro año, y como cada mes de diciembre llega el momento de hacer balances. Por unas cosas u otras he ido marginando en mi blog uno de los descubrimientos más importantes del año y que fue publicado en el mes de agosto en la revista Science. En sentido estricto, el descubrimiento no ha sido de este año sino de hace la friolera de 17 años.<br />Es el tiempo que ha llevado a un equipo de unos cincuenta científicos (principalmente americanos, alemanes y japoneses -también una joven paleontóloga española-) el completar un análisis detallado de los miles de piezas recogidas en el terreno. El fruto ha sido la publicación de una serie de once artículos en la mencionada revista, y que constituyen una piedra angular de la biología evolutiva humana (<span style="font-size:85%;"><a style="font-family: georgia;" href="http://www.sciencemag.org/content/vol326/issue5949/index.dtl">http://www.sciencemag.org/content/vol326/issue5949/index.dtl</a></span>). Me estoy refiriendo al descubrimiento de “Ardi”. </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Ese es en nombre familiar con el que sus descubridores ha llamado a un espécimen de Ardipithecus ramidus encontrado en Etiopía en 1992 y que representa el ejemplar de homínido más próximo del que se tienen noticias a nuestro antepasado común con el chimpancé.<br /><br /></span></span><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi9tv9U8yoeALPWHF3WO-NkHKeh1bdOw_0AOBCtPUZYrmLcyBMx2vhpcln3zqn9qDebvThVm6Y81dKYKKoROzvGaaJVSRqxmvKWPbnbt_Z6kmyO9x5JSkabnCOEWL8SiZAgH5s_vgg9rq4/s1600-h/37.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 175px; height: 400px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi9tv9U8yoeALPWHF3WO-NkHKeh1bdOw_0AOBCtPUZYrmLcyBMx2vhpcln3zqn9qDebvThVm6Y81dKYKKoROzvGaaJVSRqxmvKWPbnbt_Z6kmyO9x5JSkabnCOEWL8SiZAgH5s_vgg9rq4/s400/37.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5417248166719531746" border="0" /></a><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">El espécimen corresponde a un esqueleto bastante completo de una hembra que vivió hace más de 4,4 millones de años. Esto está relativamente cerca de nuestra separación del chimpancé, que ocurrió hace unos 6 millones de años. Junto a este esqueleto bastante completo se han encontrado piezas de al menos otros 36 individuos, y miles de fósiles de animales y plantas del entorno en que vivieron. Toda esta información ha permitido reconstruir la biología de aquel ecosistema y ha aportado datos que suponen grandes sorpresas.<br />De la estructura de sus pies brazos y caderas se deduce que Ardi vivía en un bosque y era que bípeda en el suelo, pero en los árboles usaba las cuatro extremidades. Esto descarta la hipótesis de que la postura bípeda se adquirió más tarde, cuando nuestros antepasados se desplazaron del bosque a la sabana. El análisis radiométrico de los dientes indica que su dieta estaba constituida principalmente por fruta, nueces y otros productos del bosque. Un rasgo importante de su dentición es la presencia de caninos muy poco desarrollados, lo que contrasta con todos los demás primates, excepto los humanos. Los caninos son usados en los primates como potentes armas en las luchas por las hembras, y por el territorio. Esto les lleva a sugerir que no era una especie agresiva y apoya la hipótesis de que tenían un estilo de vida de cooperación entre los miembros del grupo. Muchos piensan que este estilo de vida cooperativo fue el motor evolutivo del aumento de tamaño del cerebro humano que empezó a ocurrir a partir de ese momento.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En el link que he puesto arriba tenéis el índice de los once artículos y en cada uno de ellos se puede leer amplios resúmenes de los autores sin necesidad de suscripción. Además, podéis ver una entrevista de una de las corresponsales de Science con el codirector de la investigación. Muy interesante:<br /></span></span><div style="text-align: center;"><span style="font-size:85%;"><span style="font-family:georgia;"><a href="http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/326/5949/60-b">http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/326/5949/60-b</a></span><br /></span></div><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Y aquí otro video del Wall Street Journal:</span></span><br /><div style="text-align: center;"><span style="font-size:85%;"><a href="http://www.snackfeed.com/videos/detail/ff875172-0082-102d-80bb-00304897c9c6"><span style="font-family:georgia;">http://www.snackfeed.com/videos/detail/ff875172-0082-102d-80bb-00304897c9c6</span></a></span><br /></div><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Los estudios de secuenciación de genomas siguen su crecimiento exponencial. Este año se han superado los 1000 genomas secuenciados, la inmensa mayoría correspondientes a los genomas de bacterias. Hay en marcha más de 6000 proyectos de secuenciación de los genomas de otras tantas especies, y se espera que durante 2010 se superen los 10000.<br />Esta ingente cantidad de información proporcionará nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento de enfermedades infecciosas producidas por esas bacterias. En cuanto a los genomas de eucariotas la cosa va más despacio ya que son mucho mayores y requieren más esfuerzo humano y económico. En noviembre se publicaron lis genomas de dos especies de interés agrícola y ganadero. En concreto, salieron a la luz los primeros borradores de los genomas del maíz y del caballo. Previamente, en abril, se había publicado el de la vaca.<br />La vaca y el caballo poseen genomas de tamaño y complejidad semejante al humano y constituyen una valiosa herramienta para comprender la dinámica de la información genética a lo largo de la evolución de los mamíferos. Y, desde un punto de vista más práctico, proporcionan una información que ayudará en el futuro a la selección de nuevas variedades más productivas o libres de ciertas enfermedades genéticas que merman la producción ganadera. Y lo mismo se puede decir del maíz, cuyo genoma se puede comparar ahora con el del arroz, publicado en 2004, para obtener información sobre las adaptaciones evolutivas que han sufrido los cereales, antes y después de su domesticación.<br />El estudio de los genomas de las numerosas variedades y razas existentes hoy en día de esas plantas y animales, y que se han ido acumulando por selección artificial en los 10 milenios transcurridos desde que los humanos inventaron la ganadería y la agricultura, permitirá comprender los mecanismos genéticos que han guiado esa selección y favorecerá un más rápido desarrollo de nuevas variedades. Y se podrán usar tanto técnicas de selección tradicionales como de ingeniería genética (asumo que con los debidos controles ecológicos). </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Estos links os llevan a las páginas oficiales de estos genomas: </span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Caballo:<span style="font-size:100%;"> <span style="font-size:85%;"><a href="http://www.uky.edu/Ag/Horsemap/">http://www.uky.edu/Ag/Horsemap/</a></span></span></span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Vaca: <span style="font-size:85%;"><a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide/cow/">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide/cow/</a></span></span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Maiz: <span style="font-size:85%;"><a href="http://www.genome.jp/kegg/catalog/org_list.html">http://www.genome.jp/kegg/catalog/org_list.html</a></span></span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Arroz:<span style="font-size:85%;"> </span><span style="font-size:85%;"><a href="http://rgp.dna.affrc.go.jp/IRGSP/">http://rgp.dna.affrc.go.jp/IRGSP/</a></span></span></span><span style="font-size:85%;"><br /></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Con ser impresionante la cantidad de información que se ha sacado de estas comparaciones, y la que se sacará, nos enfrentamos a una limitación en lo referido a las herramientas bioinformáticas necesarias para procesar tal cantidad de datos. Por ello, hay quien ha planteado unos objetivos más modestos a medio plazo y ha decidido estudiar en profundidad la dinámica del genoma más sencillo que se conoce: el del microorganismo Mycoplasma pneumoniae, cuya longitud es de 0,8 millones de bases.<br />El humano es casi 4000 veces mayor. Además, esto me da pie para relatar los éxitos de científicos españoles, puesto que esta idea ha sido desarrollada brillantemente por Luis Serrano, que dirige el Depto de Biología de Sistemas del Centro de Regulación Genómica de Barcelona y que anteriormente había dirigido un gran laboratorio de la EMBO en Heidelberg:<br /></span></span><div style="text-align: center;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><span style="font-size:85%;"><a href="http://pasteur.crg.es/portal/page/portal/Internet/">http://pasteur.crg.es/portal/page/portal/Internet/</a></span> </span></span><br /></div><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><br />Fruto de este trabajo ha sido la publicación de 3 artículos en Science el 27 de Noviembre describiendo a gran escala todos los genes que expresa, cómo interaccinan entre si las proteínas y todas las vías metabólicas que hacen que este microorganismo pueda obtener su energía y vivir de forma autónoma:<br /></span></span><div style="text-align: center;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"> <span style="font-size:85%;"><a href="http://www.sciencemag.org/content/vol326/issue5957/index.dtl">http://www.sciencemag.org/content/vol326/issue5957/index.dtl</a></span></span></span><br /></div><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><br />Aunque hay microorganismos con genomas todavía más pequeños, estos son parásitos y utilizan genes, proteínas y vías metabólicas de su hospedador. </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Y quiero terminar con otra contribución destacada de científicos españoles: La revista Nature de 2 de Diciembre incluye un artículo de un grupo mayoritariamente español, aunque realizado es sus aspectos tecnológicamente más exigentes en el laboratorio que la Organización Europea de Biología Molecular tiene en Grenoble.<br />El grupo dirigido por Pedro Luis Rodríguez Egea pertenece al Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas de Valencia (CSIC-UPV), mientras que el laboratorio de Grenoble lo dirige José Antonio Márquez, igualmente originario de Valencia, pero afincado en Grenoble desde hace años (fuga de cerebros). En este trabajo se describe la estructura de una proteína a la que se une una hormona vegetal llamada ácido abcisico (ABA). Esta hormona es responsable de las adaptaciones de las plantas a situaciones de estrés hídrico y salinidad del suelo. En situaciones de estrés la planta produce esta hormona que desencadena respuestas de adaptación, por ejemplo cerrando los estomas, provocando el crecimiento de las raíces y promoviendo la producción de moléculas que contrarrestan la salinidad. El conocimiento de la estructura de la proteína receptora de ABA ayudará al diseño de compuestos químicos que faciliten el crecimiento de plantas en suelos muy secos y salinizados, un problema cada vez más acuciante en muchas zonas del planeta. Os adjunto una entrevista que he encontrado en internet con el Dr. Rodríguez Egea: <span style="font-size:85%;"><br /></span></span></span><div style="text-align: center;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><span style="font-size:85%;"><a href="http://www.consumer.es/seguridad-alimentaria/sociedad-y-consumo/2007/06/22/28012.php">http://www.consumer.es/seguridad-alimentaria/sociedad-y-consumo/2007/06/22/28012.php</a></span>.</span></span><br /></div><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><br />La estructura de la proteína está depositada en el banco de datos de proteínas y se puede ver e interactuar con las imágenes usando los botones del ratón y/o los comandos de la izquierda de la pantalla (las imágenes tardan un rato en cargarse la primera vez que se accede porque el ordenador tiene que bajarse algunas herramientas):<br /></span></span><div style="text-align: center;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"> <span style="font-size:85%;"><a href="http://molvis.sdsc.edu/fgij/fg.htm?mol=3K90">http://molvis.sdsc.edu/fgij/fg.htm?mol=3K90</a></span></span></span><br /></div><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En el mismo número de Nature se incluyen varios artículos más de otros grupos de investigación que esclarecen exhaustivamente el modo de acción del ABA. La portada de la revista hace referencia al problema de la sequia sobre el crecimiento de las plantas:<br /></span></span><div style="text-align: center;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><span style="font-size:85%;"><a href="http://www.nature.com/nature/journal/v462/n7273/">http://www.nature.com/nature/journal/v462/n7273/</a></span></span></span><br /></div><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Espero que os haya resultado de interés.</span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Os deseo unas felices fiestas.</span></span><br /><br /></div>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-28877677709676579672009-11-12T23:16:00.011+01:002009-11-12T23:50:39.536+01:00A pesar de todo, también hay españoles brillantes<span style="color: rgb(102, 255, 153);">.</span><br /><div style="text-align: justify;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Me hago eco de un par de avances importantes en terapia génica y en la comprensión del lenguaje humano, así como de dos brillantes contribuciones de grupos nacionales.</span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">La revista Science en su número de día 6 de Noviembre publica un avance significativo en el campo de la terapia génica, llevado a cabo por un equipo de la Universidad de París.</span></span><br /><span style="font-size:85%;"><span style="font-family:georgia;"><a href="http://www.sciencemag.org/content/vol326/issue5954/index.dtl">http://www.sciencemag.org/content/vol326/issue5954/index.dtl</a></span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Desde que se inventaron las técnicas de ingeniería genética a finales de los 70 se empezó a pensar en la posibilidad de sustituir genes enfermos por sus versiones sanas. A esto se le llamó terapia génica, y prometía una rápida y fácil curación para las enfermedades de origen genético, al menos de aquellas que tuvieran una herencia mendeliana, dependiente de un solo gen.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">La realidad ha sido bastante más frustrante. Pronto los investigadores se encontraron con un obstáculo difícil de superar: no había una forma eficiente de hacer llegar el gen sano a las células de los pacientes y que, una vez dentro de las células, dicho gen se integrara de manera estable en los cromosomas. Es decir, faltaba un mecanismo de transporte de los genes (técnicamente, un vector). En los años 80 se descubrió que los virus podrían realizar este trabajo. Se construyeron virus artificiales en los que parte del genoma viral era sustituido por el gen humano que se quería reparar, y con estos virus artificiales se infectaban las células del paciente.</span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Con esta estrategia se consiguió curar a algunos niños que tenían una deficiencia en el gen de la adenosina desaminasa y como consecuencia su sistema inmune no funcionaba correctamente. A esos niños se les llamaba niños burbuja - tenían que vivir dentro de una burbuja de plástico, aislados del mundo-. A pesar de estos éxitos iniciales pronto hubo que detener los ensayos clínicos ya que varios pacientes desarrollaron leucemia. Esto era debido a que los virus que se estaban usando como vectores (llamados retrovirus) tenían una tendencia a integrarse en los cromosomas cerca de genes implicados en la regulación de la proliferación y crecimiento celular. La presencia del virus alteraba estos procesos y como consecuencia aparecía el cáncer. </span></span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj6VNeVKmIqR-SHmeE3cB5KDyvNCaC7ZzTGVnErmYlPFB-RUk_MEHbIWqBh_7JBxM7zrBV1ZVlfqzzMAFR6YYEqB1_yQ43jJT7Ci5Le15sfRyPvAM8-2Am2bZ7BVE-DamcPFbcxTwMBOso/s1600-h/34.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 320px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj6VNeVKmIqR-SHmeE3cB5KDyvNCaC7ZzTGVnErmYlPFB-RUk_MEHbIWqBh_7JBxM7zrBV1ZVlfqzzMAFR6YYEqB1_yQ43jJT7Ci5Le15sfRyPvAM8-2Am2bZ7BVE-DamcPFbcxTwMBOso/s400/34.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5403351693155535234" border="0" /></a><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">El paso que se ha dado ahora supone un avance significativo ya que se ha construido un vector que no tiene esa tendencia a integrarse cerca de genes oncogénicos, sino que parece hacerlo de manera neutra. Paradójicamente, el nuevo vector deriva de un virus cuyo nombre resulta aterrador: el virus del SIDA. El nuevo vector conserva la capacidad del virus del SIDA para integrarse en los cromosomas, pero no posee la capacidad patogénica del mismo. Usando este virus se ha podido reparar el gen llamado ABCD1 cuya mutación les producía una alteración severa del metabolismo de la mielina (aislante de las neuronas) y una enfermedad neurodegenerativa llamada adrenoleucodistrofia ligada al cromosoma X.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Ya existía un tratamiento para estos niños, basado en el transplante de médula ósea. Las células de la médula ósea transplantadas eran capaces de colonizar el cerebro y detener el deterioro producido por la enfermedad. Sin embargo, esto no se podía hacer en niños para los que no hubiera un donante compatible. El nuevo procedimiento elimina la necesidad de donante ya que las células que se modifican genéticamente son las del propio paciente, eliminándose los riesgos de rechazo, que en estos pacientes eran muy altos. Los resultados obtenidos han sido semejantes a los obtenidos mediante transplante convencional, con una estabilización de los síntomas de la enfermedad. Ciertamente, el estudio sólo corresponde a dos niños y cuando el tratamiento se extienda a una población mayor pueden aparecer problemas todavía insospechados.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"> Video de youtube explicando la terapia génica</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><object width="425" height="344"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/rrT5BT_7HdI&hl=es_ES&fs=1&"><param name="allowFullScreen" value="true"><param name="allowscriptaccess" value="always"><embed src="http://www.youtube.com/v/rrT5BT_7HdI&hl=es_ES&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Otro avance importante: La revista Nature publica el día 12 de Noviembre un paso hacia la comprensión de los mecanismos que han dado lugar a la aparición del lenguaje en la especie humana.</span></span><br /><span style="font-size:85%;"><span style="font-family:georgia;"><a href="http://www.nature.com/nature/journal/v462/n7270/">http://www.nature.com/nature/journal/v462/n7270/</a></span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">El lenguaje es sin duda la más notable habilidad de los seres humanos y a ello dedicamos una buena parte de nuestro cerebro. En el año 2000 un equipo de la Universidad de Oxford encontró un gen que estaba mutado en una familia en la que sus miembros eran incapaces de comprender y elaborar el lenguaje.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Este gen denominado FOXP2 se transmitía de manera mendeliana. Los estudios evolutivos demostraron que el gen se había conservado con muy pocas variaciones desde hace millones de años y era responsable de procesos de comunicación en otras especies, como es el canto de los pájaros, y en general es responsable de la coordinación de movimientos de muchos músculos, incluidos los de la cara. A pesar de esa constancia evolutiva, la proteína producida a partir del gen FOXP2 humano tiene dos aminoácidos de diferencia con la del chimpancé. La proteína es un factor de transcripción, es decir controla la expresión de otros genes.</span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">El estudio ahora publicado, y realizado en la Universidad de California en Los Ángeles, analiza qué genes activa o silencia el gen humano y qué genes activa o silencia el del chimpancé. A pesar de esa pequeña diferencia entre la dos especies, se ha encontrado que 61 genes son más activados por el gen humano que por el de chimpancé mientras que otros 55 son más activados por FOXP2 de chimpancé que por el humano. Muchos de esos genes están implicados en el desarrollo del cerebro en la etapa embrionaria, así como de ciertos tejidos como los cartílagos. El reto ahora es comprender cómo actúan e interactúan todos esos genes para dar lugar a las complejas estructuras cerebrales y faciales necesarias para que podamos elaborar el lenguaje. En este sentido, creo que la noticia está un poco sobrevalorada, ya que seguimos muy lejos de comprender cómo el ser humano ha llegado a desarrollar esta extraordinaria función. Lo que parece claro es que la misma no ha aparecido de la nada sino a partir de vías ya existentes en otras especies. Además, dada la naturaleza tan compleja de la función es bastante probable que haya más genes implicados por descubrir. Sin duda una investigación apasionante.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En el post anterior comentaba la escasa presencia de científicos españoles en las revistas de primera línea. Por ello no puedo dejar pasar por alto un artículo publicado también en el número del 6 de Noviembre de la Revista Science por mi compañero de promoción e investigador en el Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” Antonio Alcamí. En el comentario sobre terapia génica hemos visto como el ingenio humano es capaz de aprovechar las cosas buenas que, en contra de todo pronóstico, tiene el virus del SIDA. Y es seguro que alguien encontrará alguna aplicación útil al virus de la gripe A o al de la gripe aviar. El trabajo de Antonio consiste en la búsqueda de nuevos virus, y se ha ido a buscarlos al sitio más lejano e inhóspito que hay en La Tierra: la Antártida.</span></span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjN9ALPeF3F7POzxpIzzTR79g37in0lf7Ms7fZmjWUKvewmBcT3u4nmYl-X19_rD1ByBntYM_9eXJ2P7b_YSF26P66ieRvyuGZFTeCXZQe4xrOM75h1gL-JedmSgyL_WtgnRQdYxSAsxwI/s1600-h/35.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 300px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjN9ALPeF3F7POzxpIzzTR79g37in0lf7Ms7fZmjWUKvewmBcT3u4nmYl-X19_rD1ByBntYM_9eXJ2P7b_YSF26P66ieRvyuGZFTeCXZQe4xrOM75h1gL-JedmSgyL_WtgnRQdYxSAsxwI/s400/35.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5403350030115392594" border="0" /></a><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Y no creáis que ha encontrado dos o tres virus nuevos. En las muestras de agua lacustre obtenidas en invierno había más de 5000 nuevas especies y en la de verano, ¡más de 9000!. Esto sorprende porque los virus son parásitos, es decir, para poder existir necesitan de células huésped a las que infectar. Por tanto, en un escenario tan pobre como pueda parecer la Antártida nadie podía predecir tal diversidad ecológica. Aparte de la información que esos virus proporcionan sobre la ecología de nuestro planeta y la evolución de la vida en un ambiente tan aislado, seguro que alguien encuentra una aplicación práctica a alguno de ellos, bien en biotecnología o en biomedicina. ¡Enhorabuena, Antonio!</span></span><br /><br /><br /><object classid="clsid:D27CDB6E-AE6D-11cf-96B8-444553540000" id="RTVEPlayer" width="425" height="300"><param name="movie" value="http://www.rtve.es/swf/v2/RTVEPlayer.swf?assetID=623511_es_videos&location=embed"><param name="allowScriptAccess" value="always"><param name="allowFullScreen" value="true"><embed src="http://www.rtve.es/swf/v2/RTVEPlayer.swf?assetID=623511_es_videos&location=embed" name="RTVEPlayer" allowfullscreen="true" allowscriptaccess="always" type="application/x-shockwave-flash" width="425" height="300"></embed></object><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">La revista Nature Neuroscience en su versión on line comunica el día 8 de Noviembre de 2009 un importante hallazgo de otro grupo hispánico (<span style="font-size:85%;"><a href="http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/abs/nn.2437.html">http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/abs/nn.2437.html</a></span>) . El trabajo, dirigido por la Catedrática de Biología Celular de la Universidad de Valencia Isabel Fariñas, indaga sobre los mecanismos de mantenimiento y diferenciación de las células madre en el cerebro. Hace ya algún tiempo que el mito de que las neuronas no pueden regenerarse en el cerebro adulto fue derribado.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Se sabe que en ciertas zonas del cerebro hay una población de células indiferenciadas que en determinadas circunstancias pueden diferenciarse y dar neuronas maduras. Por tanto, se pensó que esas células madre podrían utilizarse para sustituir a las neuronas enfermas en enfermedades neurodegenerativas. Un prerrequisito para esta intervención es conocer en profundidad cómo esas células se dividen y cómo deciden seguir siendo células madre, o diferenciarse a neuronas.</span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Este tipo de estudios ha permitido saber que aquellas células que tienen activada la vía de señalización llamada de “Notch” siguen siendo células madre, mientras que cuando esta vía se apaga entonces la célula inicia un programa de diferenciación a neurona. El que esa vía esté encendida o apagada depende de señales internas de la propia célula y de señales recibidas del entorno, y que podrían activarse por ejemplo en caso de una lesión.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">El trabajo de la Dra. Fariñas revela que una de esas señales externas deriva de los vasos sanguíneos a través de una proteína llamada PEDF que incide sobre el estado de activación de la vía Notch. Además, caracteriza el mecanismo molecular por el que ocurre este proceso. Sin entrar en más detalles, este conocimiento es importante para que un día esas células madre se puedan extraer de un enfermo de Parkinson o Alzheimer, cultivar en una placa in vitro para amplificarlas, manteniendo sus características indiferenciadas, y después reintroducirlas en el paciente y hacer que se diferencien a neuronas, reponiendo a las perdidas como consecuencia de la enfermedad. Esto parece aún ciencia ficción, pero sin este tipo de estudios no se podrá saber si tal aproximación es realmente factible.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Y para terminar por ahora: estas brillantes contribuciones deberían marcar el camino a seguir por los que queremos que la ciencia española viva una edad de plata (la de oro la tienen reservada los EEUU). Sin embargo, parece que las cosas no van por ahí, como se encarga de recordar este severo varapalo de la editorial de Nature a nuestras autoridades:</span></span><br /><span style="font-size:85%;"><span style="font-family:georgia;"><br /></span></span><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiGqs5sv3PJXGqrPNP2z5xp-oYtmzsgP4AIAjtUAPRYTBrxMMVvqTK_3GzavIEqcSUt6NGChRNEXNkxNGP85Eqgcw0e0XNgNaFecJCJwG15rpMI2GP61qePiFBG9LSC2iq69ptXe7AafPc/s1600-h/36.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 235px; height: 400px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiGqs5sv3PJXGqrPNP2z5xp-oYtmzsgP4AIAjtUAPRYTBrxMMVvqTK_3GzavIEqcSUt6NGChRNEXNkxNGP85Eqgcw0e0XNgNaFecJCJwG15rpMI2GP61qePiFBG9LSC2iq69ptXe7AafPc/s400/36.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5403352401240564530" border="0" /></a><br /><div style="text-align: center;"><span style="font-size:85%;"><span style="font-family:georgia;"><a href="http://www.nature.com/nature/journal/v462/n7270/full/462137b.html">http://www.nature.com/nature/journal/v462/n7270/full/462137b.html</a></span></span><br /></div><br /><br /><br /></div><span style="font-size:130%;"><br /></span>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-89797881812285217642009-10-30T09:30:00.011+01:002011-08-24T17:03:31.240+02:00La ciencia no se detiene. Nuevos avances en la enfermedad de Alzheimer, la diabetes, la esclerosis lateral amiotrófica, la tetraplejia y el daltonismo<span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><span style="color: rgb(255, 255, 255);">.</span>
<br />Queridos amigos:
<br /></span></span><div style="text-align: justify;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Ha comenzado un nuevo curso y pretendo continuar abasteciendo regularmente a este blog. No obstante, debido a una serie de obligaciones burocráticas que tengo este año le tendré que dedicar algo menos de tiempo, y he pensado en retornar a la idea primitiva que me llevó a abrirlo y que no es otra cosa que hacer algunos comentarios breves sobre avances recientes en Biología y Neurociencias.</span></span>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Espero que os siga resultando de interés. Especialmente me centraré en aspectos que tengan que ver con la patología.</span></span>
<br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiUv9DOQhKV7JVXaCvZaP4yBXbqLt1oHqK4m9oSYrQT6X5xhXo1QHW7TOH_MgC15cChumnzrqO7oMfVGA822PQoWpAwr3AOYovV4clJb0Ir22aHV-IU7TdfaKMoGiHKtSkB6r1v0n1aNic/s1600-h/27.jpg"><img style="margin: 0pt 0pt 10px 10px; float: right; cursor: pointer; width: 130px; height: 171px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiUv9DOQhKV7JVXaCvZaP4yBXbqLt1oHqK4m9oSYrQT6X5xhXo1QHW7TOH_MgC15cChumnzrqO7oMfVGA822PQoWpAwr3AOYovV4clJb0Ir22aHV-IU7TdfaKMoGiHKtSkB6r1v0n1aNic/s200/27.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5398349424543186946" border="0" /></a><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En los primeros días de Septiembre la prensa generalista se hizo eco de un avance significativo en el conocimiento de la genética de la enfermedad de Alzheimer (lo abreviaremos como EA). En concreto, el día 6 de Septiembre la revista <a href="http://www.nature.com/ng/journal/v41/n10/index.html">Nature Genetics</a> publicó “on line” (la edición en papel ha salido en el número de Octubre) dos estudios en los que descubren varios nuevos genes asociados a la EA.</span></span>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Los dos estudios han sido liderados por científicos ingleses y franceses, respectivamente. En el segundo participan algunos hospitales españoles y un grupo del Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa”, desde donde os escribo.</span></span>
<br />
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Es un paso importante en la comprensión de la enfermedad ya que desde el descubrimiento de la asociación del gen APOE con la enfermedad en 1993, no se había descrito ningún gen nuevo.</span></span>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">La componente genética de la EA es de un 60-80%, mientras que APOE sólo daría cuenta de un 25% de los casos. Esto significa que quedaban, y aún quedan por identificar muchos genes asociados a EA. </span> </span>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">El descubrimiento de genes implicados en enfermedades con una genética compleja, dependiente de muchos genes, ha sido relativamente lento. Esto es debido a que, en general, la contribución a la patología de cada gen es pequeña, lo que plantea un problema estadístico para su identificación: hay que analizar DNA de muchos pacientes.</span></span>
<br />
<br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjQFz5oi5JDQ85detpZzq_P1jcJ581F0qvz46zTSRw1CygmjH-kzQ8db4tT1uAbEIfj0lJR9HG_9z_Z7_bHNtWY5PFmyFYVG5I1L8xKuLiXyl_N_AGrtwsvDSWlGF9kgRg5GSXzph-2ZQ4/s1600-h/28.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 287px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjQFz5oi5JDQ85detpZzq_P1jcJ581F0qvz46zTSRw1CygmjH-kzQ8db4tT1uAbEIfj0lJR9HG_9z_Z7_bHNtWY5PFmyFYVG5I1L8xKuLiXyl_N_AGrtwsvDSWlGF9kgRg5GSXzph-2ZQ4/s400/28.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5398342472785433714" border="0" /></a>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Estos nuevos estudios superan en parte esa limitación. El estudio inglés hace un barrido sobre el DNA de 5000 enfermos y 10000 controles, procedentes de varios países. El estudio francés analiza casi 10000 pacientes franceses, italianos, españoles y belgas, y otros tantos controles. </span> <span style="font-family:georgia;">En ambos trabajos se usa la misma metodología, consistente en la búsquedas de los llamados SNPs (en la jerga, se pronuncia snips), es decir en la identificación de las diferencias de la secuencia entre un individuo y otro <a href="http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/genomicresearch/snp"><span style="font-size:100%;">(http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/genomicresearch/snp )</span></a>.</span></span>
<br />
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Por término medio tu genoma se diferencia del de tu vecino en 1 de cada 1000 nucleótidos, pero dada la inmensidad de los cromosomas, esto corresponde a la friolera de 3 millones de diferencias. Para descubrir las diferencias entre un individuo y otro de manera semiautomática se utilizan pequeños “chips” disponibles comercialmente que recogen una buena parte de las variaciones conocidas en las secuencias de los genes.</span></span>
<br />
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">De forma relativamente rápida, sin tener que llegar al laborioso proceso de secuenciar todo el DNA, se pueden identificar las diferencias de cada individuo con el genoma de referencia. Cuando se observa que tal o cual variación está significativamente enriquecida entre los enfermos frente a los controles se concluye que ese gen participa en la patofisiología de la enfermedad. Esto no quiere decir que ya se sepa como esos nuevos genes intervienen en el desencadenamiento de la enfermedad, pero es un paso crucial para poder diseñar experimentos que revelen la función exacta de dichos genes y, a más largo plazo, diseñar estrategias de diagnostico, de tratamiento o de prevención.</span></span>
<br />
<br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQHVHPtDDSkd5PMV193YYctdCSEKyT5JbbzhEQp5KiSF-jcy6QjxZprySP6F_pwuGntqAKmg6eTEDIYaALtJWu4lu0K1zv8PE7S5TDHVru9ZZRFKOm7Ql6wErypVcCcQO1KhDpReaYcpo/s1600-h/33.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 397px; height: 400px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQHVHPtDDSkd5PMV193YYctdCSEKyT5JbbzhEQp5KiSF-jcy6QjxZprySP6F_pwuGntqAKmg6eTEDIYaALtJWu4lu0K1zv8PE7S5TDHVru9ZZRFKOm7Ql6wErypVcCcQO1KhDpReaYcpo/s400/33.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5398342342757291058" border="0" /></a>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En el caso concreto que nos ocupa, los nuevos genes relacionados con el metabolismo de lípidos cerebrales, y con los procesos de inflamación. Sus nombres son CLU, PICALM y CR1 . El anteriormente conocido gen APOE también está relacionado con estos procesos, aunque con una contribución más poderosa, como menciono más arriba.</span> <span style="font-family:georgia;">Utilizando una técnica similar (análisis de los SNPs), en el mismo número de la revista Nature Genetics se presentan varios artículos más que han tenido menos eco en la prensa generalista.</span></span>
<br />
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En estos artículos se han identificado nuevos genes asociados con la diabetes tipo 2, con la esclerosis lateral amiotrófica y con el cáncer de próstata, lo que revela que esta tecnología tiene un gran potencial para estos menesteres. </span> <span style="font-family:georgia;">De todas maneras, los microchips de SNPs tienen todavía limitaciones puesto que no detectan ciertas reorganizaciones de los genes que ocurren en cada uno de nuestros genomas. A pesar de que en estos estudios ya estamos hablando de varios miles de individuos analizados, también se mejoraría la eficiencia de este método incrementando aún más el tamaño de la población de pacientes (y controles). Además, las bases de datos en las que se basan las casas comerciales para su construcción corresponden en su mayoría a individuos de origen europeo. Sería deseable que se incorporara mucha más información de individuos de otras etnias, especialmente africanos, ya que allí la variabilidad genética es mayor y esto ayudaría a discriminar con más precisión aquellas variaciones que son patológicas de las que no lo son (cambios evolutivos no patológicos).</span></span>
<br />
<br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgziaVFqMCKnRiBq3JwO0ZYL4HHp0s91eyoaBqLnNccZQMDQ1aakusCtllNxGcj1-kTczdo_iueef08Zf3eM3xA3kGBUZNmacGA0hogpPX38tqWFQq4EXi2UUFqMLpakzApAqoWWNAhRuA/s1600-h/30.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 397px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgziaVFqMCKnRiBq3JwO0ZYL4HHp0s91eyoaBqLnNccZQMDQ1aakusCtllNxGcj1-kTczdo_iueef08Zf3eM3xA3kGBUZNmacGA0hogpPX38tqWFQq4EXi2UUFqMLpakzApAqoWWNAhRuA/s400/30.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5398342356139582898" border="0" /></a>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En este sentido está orientado el proyecto 1000 genomas, del que he hablado en algún post anterior. A esta metodología también se le escapan las interacciones que pudieran existir entre genes. También es difícil evaluar el impacto del ambiente sobre cada individuo en función de su estructura génica, lo que requeriría del estudio de poblaciones emigrantes y gemelos que hayan vivido separados en ambientes diferentes. Probablemente a medio plazo algunas de estas limitaciones técnicas serán superadas por los aparatos secuenciadores de nueva generación, que comienzan a instalarse en los grandes hospitales y centros de investigación, pero mientras tanto, en los próximos 3 a 5 años la tecnología de los SNPs será imprescindible para el descubrimiento de genes implicados en las enfermedades de genética compleja (casi todas en realidad).</span></span>
<br />
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Cambio de tercio. Otros descubrimientos importantes publicados </span></span><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgW22UtMrM_ryl4_r08fJJjOeMWSwL-9os3vdKEIQwoQGppg5RbFuFHNXaTobDqd4itP61BucLh_4-dKZ_WRbdAPyF37Nnl0Yb2ScoJgB2udmxSREhXKVNweEAxRvfn_1SdCq6B04Xi8UQ/s1600-h/26.jpg"><img style="margin: 0pt 0pt 10px 10px; float: right; cursor: pointer; width: 131px; height: 172px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgW22UtMrM_ryl4_r08fJJjOeMWSwL-9os3vdKEIQwoQGppg5RbFuFHNXaTobDqd4itP61BucLh_4-dKZ_WRbdAPyF37Nnl0Yb2ScoJgB2udmxSREhXKVNweEAxRvfn_1SdCq6B04Xi8UQ/s200/26.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5398349420283276290" border="0" /></a><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">este verano-otoño: </span> <span style="font-family:georgia;">Tres artículos publicados en <a href="http://www.nature.com/neuro/journal/v12/n9/index.html">Nature Neuroscience</a> aportan avances significativos en el objetivo mítico de restaurar la movilidad de las extremidades tras una lesión medular. Tras la lesión medular se forma una cicatriz en el punto de la lesión que impide la regeneración de los axones de las neuronas, tanto las motoras que deberían reinervar los músculos, como las sensoriales que deberían llevar información desde los brazos o piernas al cerebro. Una buena parte de los esfuerzos realizados a lo largo de muchos años por grupos de investigación en todo el mundo pretendían el bloqueo del efecto inhibidor de los componentes de esa cicatriz. Los resultados no han sido demasiado buenos por lo que los tres nuevos estudios aportan un poco de viento fresco en el campo.</span></span>
<br />
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">No obstante, los tres estudios usan modelos de lesión medular en ratas, por lo que su extrapolación a humanos está aún lejana. Uno de los estudios consigue que los axones sensoriales atraviesen la cicatriz mediante la aplicación de neurotrofinas detrás de la cicatriz, y esos axones son capaces de conectar con los núcleos cerebrales correctos, pero desgraciadamente las conexiones no son funcionales por el momento. </span> <span style="font-family:georgia;">Otro estudio de la Universidad de Cambridge y cuyo primer firmante es español (Guillermo García Alías), consigue que los axones motores atraviesen la cicatriz tras tratarlas con un enzima (condroitinasa ABC) que “disuelve” alguno de los componentes inhibidores de la cicatriz. Para que el tratamiento sea efectivo ha de aplicarse en combinación con técnicas de rehabilitación específica. </span> </span>
<br />
<br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh5el8NeyRew4-7mb7P21mLVo8VkK-1xLpgdMJeq-Jifw9ABzFOH0Ja5CBQBloZHj3vHjuzlVVYvJa0eB9DeN5ktDB_tx2cA9Dpq8bMgbONDHx06gI2jNiAht35PIcXhyn_ci-QqbU4YC8/s1600-h/31.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 397px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh5el8NeyRew4-7mb7P21mLVo8VkK-1xLpgdMJeq-Jifw9ABzFOH0Ja5CBQBloZHj3vHjuzlVVYvJa0eB9DeN5ktDB_tx2cA9Dpq8bMgbONDHx06gI2jNiAht35PIcXhyn_ci-QqbU4YC8/s400/31.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5398342351640087474" border="0" /></a>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Finalmente, el tercer estudio, publicado en el número de octubre, consigue una rehabilitación funcional sin reparar la lesión, es decir, la comunicación entre el cerebro y la parte de la médula que está tras la lesión no se restaura, pero se consigue que los circuitos locales de la médula encargados del movimiento de las patas traseras comiencen a funcionar autónomamente, con un funcionamiento rítmico que evocó el movimiento de caminar en las patas traseras paralizadas. Para ello utilizan una combinación de estimulación eléctrica epidural y fármacos serotoninérgicos. Este estudio sugiere que si algo similar ocurriera en la médula espinal humana, se podría recuperar el control voluntario del movimiento mediante la implantación de prótesis electrónicas. Se encontraría así un atajo al espinoso asunto del franqueo de la cicatriz (que por otra parte también cumple una función fisiológica).</span> <span style="font-family:georgia;">Para terminar por el momento:</span> </span>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Se ha conseguido devolver la visión en color a un mono daltónico (Nature, 8 de octubre de 2009). Aproximadamente un 5-8% de los hombres y un 1% de las mujeres no distinguen ciertos colores, por faltarle uno de los tres fotopigmentos presentes en unas células de la retina llamadas conos. Como en los humanos, la visión del color en los monos de la especie Saimiri sciureus depende también de tres fotopigmentos. La falta de uno de ellos les produce daltonismo.</span></span>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Estos investigadores de las universidades del estado de Washington, de Florida y de Wisconsin han restaurado la visión en color de estos monos mediante terapia génica, a través de la inyección en el ojo de un virus que contiene el gen que les faltaba. Los conos de estos monos resultaron infectados por ese virus y comenzaron a expresar el fotopigmento ausente, con una restauración de la función visual. Esto abre grandes esperanzas para el tratamiento del daltonismo en humanos.</span></span>
<br />
<br /><div style="text-align: left;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">(Ahí va un test para ver si sois daltónicos </span></span><a href="http://www.testdaltonismo.com/">http://www.testdaltonismo.com</a><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">).</span> </span>
<br /></div>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Aunque me esfuerzo por destacar la contribución de los científicos españoles a estas líneas de vanguardia del avance de la ciencia, no es tarea fácil. Nuestra contribución, con honrosas excepciones, sigue siendo marginal. Y creo que así seguirá por mucho tiempo. ¡Qué inventen ellos!.</span> </span>
<br />
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Un saludo</span></span>
<br />
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">F. Zafra</span> </span>
<br />
<br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhebh_LlZa7eaFGrmEAUZgTsa7LEoTtnoh-bWzGVJAXXdD4_eKFbbHwKv6iX0Ekt_t8kfaVxCxgYfkYNJ6IKVcTq8bfvmF3GRMjmKWPts730v2ObpWLFricpoLKbLreP-BTaRBozy0jwkc/s1600-h/32.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 398px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhebh_LlZa7eaFGrmEAUZgTsa7LEoTtnoh-bWzGVJAXXdD4_eKFbbHwKv6iX0Ekt_t8kfaVxCxgYfkYNJ6IKVcTq8bfvmF3GRMjmKWPts730v2ObpWLFricpoLKbLreP-BTaRBozy0jwkc/s400/32.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5398342349674664322" border="0" /></a>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Links de interés relacionados con las enfermedades comentadas:</span></span>
<br />
<br /><div style="text-align: left;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Fundación Alzheimer España: <a href="http://www.fundacionalzheimeresp.org/">http://www.fundacionalzheimeresp.org/</a></span> </span>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Asociación americana de enfermos de Alzheimer : <a href="http://www.alz.org/index.asp">http://www.alz.org/index.asp</a></span></span>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Lesiones medulares: <a href="http://www.infomedula.org/">http://www.infomedula.org/ </a> </span><a href="http://www.brainandspinalcord.org/"><span style="font-family:georgia;">http://www.brainandspinalcord.org/</span></a></span>
<br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Estudios genéticos: <a href="http://www.genome.gov/20019523">http://www.genome.gov/20019523</a></span></span></div></div>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com3tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-74695403509558876732009-07-22T08:40:00.008+02:002009-07-22T09:39:09.308+02:00Aprobado en Matemáticas<span style="font-size:130%;"><br /></span><div style="text-align: justify;"><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Para terminar por este curso, voy a escribir unas líneas dedicadas a mis amigos matemáticos, aquellos que con su ágil inteligencia poblaron las aulas de nuestra querida laboral y siempre estuvieron dispuestos a echarnos una mano a los que teníamos las neuronas menos engrasadas. Estoy pensando en Ruperto, en Camilo, en Carpio …. </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Y es que, sin lugar a dudas, una de las creaciones culturales más notables de la especie humana son las matemáticas, que han sido la base de nuestro desarrollo científico y tecnológico. Sin matemáticas no habría ordenadores, ni aviones, ni coches, ni puentes….No podríamos haber secuenciado el genoma humano ni inventado inverosímiles medicamentos. Y los que están por venir.<br /><br />Pero desde un punto de vista biológico, evolutivo, las matemáticas –como también la escritura y la lectura- constituyen actividades muy recientes de nuestro cerebro. Actividades como la visión, la audición o el caminar, por poner unos pocos ejemplos, tienen tras de sí millones de años de evolución que han ido moldeando los circuitos neuronales correspondientes. Pero, ¿qué ocurre con estas actividades novedosas para el cerebro?<br /><br />Una actividad tan compleja como la escritura, la lectura o el razonamiento matemático no puede improvisarse sobre la marcha. Más bien, lo que ha ocurrido es que zonas de nuestro cerebro que estaban dedicadas a funciones relacionadas se han reciclado a una nueva función, sin perder por ello su dedicación inicial. Por ejemplo, cuando aprendemos a leer reclutamos la parte del cerebro implicada en el reconocimiento de la forma de los objetos a identificar la forma arbitraria de nuestras letras, y de alguna forma esos circuitos quedan conectados con los dedicados al lenguaje. El lenguaje sí que ha tenido tiempo para evolucionar ya que según los paleontólogos hablamos desde hace más de medio millón de años, aunque en su origen debió ocurrir algo parecido. </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">¿Y de qué parte del cerebro surgen las matemáticas?. Hay que decir que las matemáticas tienen una componente “verbal” y lógica más relacionada con el lenguaje. Por ejemplo, el simbolismo de los números arábigos, o las expresiones algebraicas.<br /><br />Pero ahora quiero centrar el <span style="font-style: italic;">post</span> en la parte no verbal de las mismas, en la esencia de las matemáticas: el sentido del número, entendido como la capacidad para discriminar un número de objetos en nuestro campo visual (técnicamente, <span style="font-weight: bold;">cardinalidad</span> o <span style="font-weight: bold;">numerosidad</span>), y de las operaciones básicas con los mismos, la suma y la resta. Y cuando hablamos de numerosidad ya no nos estamos refiriendo a una actividad tan reciente del cerebro.<br /><br />Lo cierto es que ese sentido del número tiene un lejano origen evolutivo ya que se ha comprobado experimentalmente que hay aves y mamíferos que saben comparar dos cantidades de objetos que tienen ante si y determinar con cierta precisión cuál es la mayor. Esto supone una ventaja evolutiva evidente: se puede evaluar la cantidad de competidores o de aliados (y huir o atacar, según el caso), se pueden “contar” las crías al llevarlas de aquí para allá, se puede discriminar dónde hay más comida o menos….</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Los monos hacen estas operaciones bastante bien y, por ejemplo, saben sumar con bastante precisión objetos que se les presentan en una pantalla táctil, como demostraron las macacas llamadas Boxer y Feinstein (en este <a href="http://www.plosbiology.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pbio.0050328">ENLACE</a> podéis ver el estudio completo:<br /></span></span><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><br />Tras mostrarles en la pantalla los números a sumar (presentados como nubes de puntos) se les mostraban dos soluciones, una correcta y otra no. Cuando tocaban sobre la respuesta correcta se les daba un premio (zumo de fruta). Os sorprenderá, pero algunas sumas las hicieron más rápidamente que los estudiantes más torpes con los que se compararon (no eran de la LOGSE sino de la Universidad de Duke).<br /><br />(Hay algunos videos en la red en donde se ven monos que suman, pero no estoy muy seguro de su rigor. P. ej:<br /><br /></span></span><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="http://vvi.onstreammedia.com/cgi-bin/visearch?user=pbs-saf&template=play220asf.html&query=*&squery=%2BClipID%3A4+%2BVideoAsset%3Apbssaf903&inputField=%20&entire=No&ccstart=1449233&ccend=1894233&videoID=pbssaf903%29"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 315px; height: 240px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgYKu5Ew5Yr4_0b89vjRKFG4RSkkp5H9FtTO9sAUvpQisogBBMP6xU2IrJci1aEYTzNmtVst_jlzdewXJxE30vBH_UDeUPDLxmDE6g3z9vUeYPjwpuz-ohnJWCcZb0C7vHnbfXdv-78BHk/s400/22.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5361179876843165634" border="0" /></a><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"> También los bebés y niños pequeños, antes de su educación formal, ya tiene ese sentido de la numerosidad de los objetos. Nuestra percepción de la numerosidad sigue una norma que se aplica en general a cualquier tipo de percepción sensorial: la ley de Weber. Si recibimos dos estímulos, cuanto mayor sea el estímulo (en este caso el número) más difícil es percibir la diferencia entre ellos.<br /><br />En el caso de los números, distinguimos mejor la diferencia entre 8 y 10 objetos que entre 90 y 100. Es decir, nuestra percepción de la numerosidad no es lineal sino logarítmica. Si damos a un niño una serie de cestas con un número creciente de objetos (p. ej de 1 a 10) y le pedimos que las ordene sobre una línea, tenderá a colocar más separadas las cestas con menos objetos y a comprimir hacia el final de la línea las cestas más llenas (como cuando rellenamos una casilla de un impreso y siempre nos falta sitio por la derecha).<br /><br />A medida que nos vamos educando, y adquirimos el concepto de número simbólico, la escala se va linearizando. Es decir, distinguimos perfectamente los números arábigos 90 y 100, pero no distinguiríamos la diferencia entre 90 y 100 manchas dibujadas sobre un papel. Los indios adultos de la tribu Mucuru (del Amazonas), que no tienen educación formal y sólo cuentan hasta cinco (me imagino que los dedos de la mano), no tienen ese cambio de la escala logarítmica a la lineal y siguen amontonando las cantidades altas al final de la escala. </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Un punto importante del sentido del número es su asociación con la percepción del espacio. Hay diversas evidencias que apoyan la relación entre números y espacio, pero quizá la más importante se ha obtenido en enfermos con “heminegligencia espacial”. Estas personas, como consecuencia de una lesión cerebral, tienden a obviar la mitad de su espacio visual. Si se les pide que hagan un dibujo de lo que tienen delante, aunque sea un sitio o de un objeto que conozcan bien, sólo dibujaran la mitad. </span></span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjq9fXQO0ejiX4i595npr1pf3H2EnQR68cZ_Z1yGJNsLN-z7D99QnfCeFiDWuNxyuSWn3kiZ7QpLcUsPlgxg6nKPv2KrRE0jKeendBsQ-smYUGu25qKCdf9WN01e0N_AHHVRsgcDYOcTIE/s1600-h/23.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 339px; height: 400px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjq9fXQO0ejiX4i595npr1pf3H2EnQR68cZ_Z1yGJNsLN-z7D99QnfCeFiDWuNxyuSWn3kiZ7QpLcUsPlgxg6nKPv2KrRE0jKeendBsQ-smYUGu25qKCdf9WN01e0N_AHHVRsgcDYOcTIE/s400/23.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5361180653401717506" border="0" /></a><br /><div style="text-align: center;"><span style=";font-family:arial;font-size:100%;" >Imagen tomada de este <a href="http://neurologia.rediris.es/congreso-1/conferencias/neuropsicologia-2-3.html">ENLACE</a> (Dr. RF Allegri)</span><br /><br /><br /></div><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En cuanto a al procesamiento numérico de estos pacientes, si se les pide que marquen en una regla el punto medio entre 10 y 20, lo situarán alrededor de 17. Es decir, igual que no reparan en la parte izquierda del espacio, obvian los números pequeños. Y esto es consistente con otra observación que refuerza la existencia de una relación entre el sentido del número y la percepción espacial: de alguna forma imaginamos los números como un continuo sobre una línea (que se denomina técnicamente <span style="font-style: italic;">línea numérica mental</span>) y visualizamos los valores pequeños a la izquierda y los altos a la derecha. Aunque en la formación de esta imagen mental de los números hay rasgos culturales derivados del hecho de escribir de izquierda a derecha (las culturas que escriben de derecha a izquierda o de arriba abajo la tienen alterada), parece que la tendencia natural, observada en niños que aun no saben leer, es a colocar los números pequeños a la izquierda y los grandes a la derecha. Y como discutiré en un momento, tanto la percepción numérica como la espacial se sitúan en zonas muy próximas, si no solapantes, en la corteza cerebral.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Los neurobiólogos, por tanto, se han preguntado por el origen profundo en nuestro cerebro de esta capacidad numérica. Tanto para resolver este problema como muchos otros relativos a qué parte del cerebro hace qué cosa se han utilizado una serie de tecnologías que permiten visualizar la actividad del cerebro en tiempo real y de manera no invasiva. La más importante quizá sea el fMRI (ver links al pie de página).<br /><br />Brevemente, esta técnica permite medir el consumo de oxígeno en las diferentes zonas del cerebro, consumo que refleja la actividad de esa zona. Si ante una determinada tarea se observa que tal zona consume más oxígeno, se concluye que esa región forma parte de los circuitos implicados en la tarea. Los resultados indican que la primera zona que responde a cambios en el número de objetos en el campo visual está en el fondo de una de las circunvoluciones de la zona parietal de la corteza cerebral, en el llamado <span style="font-style: italic;">surco intraparietal</span>. Más tarde se activa otra zona en una zona más frontal (técnicamente c<span style="font-style: italic;">orteza prefrontal</span>).<br /><br /></span></span><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjzJkrcd7XjLn5uUpnavmcKxmbIvb5D8WR80AYVrANDDLZrvNGwZCic9sI_6vXmoNDLyPmuL_2g80Gc1Mc685HLSzfopL1Nphj2uk6aVoVb4xNefsb0QJY3zECX3IOPiapG52jKGS7jIMs/s1600-h/24.jpg"><img style="margin: 0pt 10px 10px 0pt; float: left; cursor: pointer; width: 196px; height: 206px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjzJkrcd7XjLn5uUpnavmcKxmbIvb5D8WR80AYVrANDDLZrvNGwZCic9sI_6vXmoNDLyPmuL_2g80Gc1Mc685HLSzfopL1Nphj2uk6aVoVb4xNefsb0QJY3zECX3IOPiapG52jKGS7jIMs/s400/24.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5361184673107740162" border="0" /></a><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Como he anticipado, esta técnica ha permitido demostrar que la región del surco intraparietal solapa parcialmente con la encargada del procesamiento espacial de los objetos que tenemos en nuestro campo visual. Y en un artículo aparecido en Science el 19 de Junio de 2009, el padre de toda esta teoría que relacionaba números y espacio, <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Stanislas_Dehaene">Stanislas Dehaene</a>, demuestra que durante la operación de sumar también se activa una zona adyacente que controla un movimiento característico de los ojos, movimiento del que no somos conscientes habitualmente y por el que la vista va desplazándose a saltitos de derecha a izquierda o viceversa, de manera que estamos continuamente escaneando el espacio ante nosotros.<br /><br />En el momento en que observamos algo de interés se reclutan los mecanismos de atención: p. ej. prestamos atención a un objeto que se mueve. Según la teoría de la línea numérica mental, cuando hacemos una suma por aproximación (sumamos nubes de puntos que no podemos contar exactamente) buscamos un número situado a la derecha de la línea. Y esto es lo que demuestra ese artículo: durante esa operación de suma las zonas del cerebro que se activan son casi las mismas que las que se activan cuando los ojos se escanean el espacio de izquierda a derecha (aunque, de hecho, lo ojos no se mueven durante la operación).<br /><br />Cuando restamos ocurre lo contrario: la zona parietal del cerebro se activa como cuando los ojos escanean de derecha a izquierda. En otras palabras, este artículo demuestra la estrecha interrelación entre el escaneo visual del espacio y las operaciones aritméticas de suma y resta.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Cuando se hicieron medidas de la actividad cerebral por fMRI (imagen por resonancia magnética funcional) en monos se vio que las zonas implicadas son las mismas que en humanos: surco intraparietal y corteza prefrontal. Por esa razón, y para su desgracia, se han usado como modelos experimentales y se han hecho experimentos más invasivos que no podrían hacerse en humanos (implantación de electrodos en la corteza cerebral).<br /><br /></span></span><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi2bJC5iGEBnHoGdFv2f0UAC56fDfD4YPij5p2IXz7ZpgvLgiXsjiKzkUTgyns91uzvC5Rda_tf5SfAhaFZKCeFmha3QQN-6ICe1wGAXNcfGU953QcLwdPL-gUsEh09LPUPM_4QUl4iVMo/s1600-h/25.jpg"><img style="margin: 0pt 0pt 10px 10px; float: right; cursor: pointer; width: 256px; height: 256px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi2bJC5iGEBnHoGdFv2f0UAC56fDfD4YPij5p2IXz7ZpgvLgiXsjiKzkUTgyns91uzvC5Rda_tf5SfAhaFZKCeFmha3QQN-6ICe1wGAXNcfGU953QcLwdPL-gUsEh09LPUPM_4QUl4iVMo/s400/25.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5361185278388400098" border="0" /></a><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">De esta manera en los macacos se ha podido estudiar con mayor precisión las características de las neuronas implicadas en la discriminación de la numerosidad. Se ha visto que en estas zonas cada neurona de estas zonas tiene su número preferido: hay neuronas estimuladas fuertemente por un objeto, otras por dos, otras por tres... Pero la precisión con la que se activan esas neuronas va disminuyendo al aumentar el número, y esto explica la <span style="font-style: italic;">ley de Weber</span>: a mayor número mayor imprecisión.<br /><br />Las neuronas del surco intraparietal pasan la información a las de la zona prefrontal, y allí se produce la conexión con las zonas relacionadas con la toma de decisiones en el macaco. Como digo, en los humanos los circuitos neuronales implicados en el procesamiento de la numerosidad parecen los mismos que en los monos. Sin embargo, los humanos han inventado un sistema simbólico de números que es mucho más preciso que el de los monos, que como he dicho antes está más relacionado con los mecanismos del lenguaje.<br /><br />Esta asociación numerosidad-símbolo se produce en los niños durante el aprendizaje, de manera que esos circuitos implicados en el procesamiento de la numerosidad quedan acoplados a los del lenguaje. La asociación comienza en la zona prefrontal y a medida que va aumentando la destreza en el manejo de los símbolos/números el control se extiende a la zona parietal. Un número arábigo (en forma escrita u oral) inicialmente no dice nada al niño, pero tras esa conexión de circuitos que se produce durante el aprendizaje llega a activar con mucha más precisión las neuronas movilizadas por esa numerosidad concreta. </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Pensando en términos evolutivos, la mejora de la precisión del mecanismo de cuantificación humano no puede haber surgido de la noche a la mañana. Y en efecto, se ha podido entrenar a monos para que asocien un número arábigo con un número de manchas. Cuando se ha medido la respuesta de las neuronas mediante la implantación de electrodos, se ha observado también esa toma de control de la señal visual proporcionada por el símbolo numérico sobre las neuronas que evalúan el número de manchas.<br /><br />No obstante esta asociación solo se produjo en la corteza prefrontal y apenas si ocurrió en las neuronas parietales. En otras palabras, los monos ya tienen el rudimento de ese mecanismo de transición desde una apreciación de la numerosidad por aproximación a un sistema simbólico de mayor precisión que sólo se expresa plenamente en la especie humana. </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Y ya para terminar, probablemente la mayor aspiración de la neurobiología es tratar de explicar el camino que va desde la activación de unas neuronas concretas hasta la función cognitiva final y viceversa. Quizá la cognición numérica sea el único dominio de esas funciones cognitivas superiores en donde ya se ha recorrido una buena parte del camino y, qué duda cabe, ese tipo de investigación que mezcla el uso de técnicas de registro de neuronas individuales con técnicas de neuroimagen y de comportamiento constituyen el modelo a seguir para la comprensión de funciones aún más complejas, incluyendo los mecanismos del lenguaje. Creo que aunque todavía estamos lejos de esa meta, el camino está trazado.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Hasta Septiembre, feliz verano.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Aquí podéis ver el fundamento de la fMRI. La versión inglesa es mucho más detallada</span></span>:<br /><br /><div style="text-align: left;"><a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_funcional"><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:georgia;">http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_funcional</span></span></a><br /><a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Functional_magnetic_resonance_imaging"><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:georgia;">http://en.wikipedia.org/wiki/Functional_magnetic_resonance_imaging</span></span></a><br /></div><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En la página del laboratorio de S. Dahene hay mucha información de interés sobre este tema y temas relacionados, como la consciencia:<br /><br /></span></span><div style="text-align: left;"><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:georgia;"><a href="http://www.unicog.org/main/pages.php?page=Home">http://www.unicog.org/main/pages.php?page=Home</a></span></span> <span style="font-size:100%;">(</span><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:georgia;">picando los links de la parte izda)</span></span><br /></div><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Más videos de primates en el siguiente <a href="http://www.pbs.org/saf/1108/video/watchonline.htm?user6=pbs-saf&template6=publishmain.html&query6=scientific+american&squery6=squery%3D%252BClipID%3A5%2B%252BVideoAsset%3Apbssaf1108&select5=1795529&submit6=GO">ENLACE</a></span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"></span></span><br /></div>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com3tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-90837327212125133852009-06-10T18:40:00.012+02:002009-06-10T19:15:31.125+02:00¿Una mente prodigiosa? ¿una mente enferma?<span style="color: rgb(255, 255, 255);">.</span><br /><div style="text-align: justify;"><span style="font-size:130%;"><a style="font-family: georgia;" onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhwRArUHUsR7ajYBW8cA0we-lI8ZY2nQVV4xM0Olft2dKENoZAsYkZ9f8dZcPykJnOhVIdvCJFOFl0Xvru7kTALd0z3sKzSk2Iq7Q072sOP38Mi_TeX5kKCJcO9wH2XMjI6T3TEQ3aW18I/s1600-h/19.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 292px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhwRArUHUsR7ajYBW8cA0we-lI8ZY2nQVV4xM0Olft2dKENoZAsYkZ9f8dZcPykJnOhVIdvCJFOFl0Xvru7kTALd0z3sKzSk2Iq7Q072sOP38Mi_TeX5kKCJcO9wH2XMjI6T3TEQ3aW18I/s400/19.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5345742036044726594" border="0" /></a></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">El gran matemático americano John Forbes Nash desarrolló una serie de conceptos claves en la teoría de juegos que son esenciales en la comprensión de los procesos que implican negociación o cooperación entre individuos. Esos conceptos son hoy día importantes en campos tan diversos como la Economía (Nash recibió el premio Nobel de Economía en 2004) o la Biología Evolutiva. Su biografía se ha popularizado gracias al libro y a la película titulados “Una mente prodigiosa (libro)/Una mente maravillosa (película)”. Traigo esto a colación porque Nash fue un ejemplo desbordante de intuición, de originalidad y, en definitiva, de genialidad; pero, como contrapartida, su vida, y la de los que lo rodearon, estuvo marcada por una enfermedad implacable: esquizofrenia paranoide. ¿Cómo estaba construido su cerebro? ¿Cómo pudo coexistir esa extraordinaria capacidad para combinar conceptos, base de la creatividad, con su desconexión de la realidad circundante, con su incapacidad para relacionarse con los demás? (Podéis leer un comentario sobre su biografía menos complaciente que la película en<br /><br /></span></span><div style="text-align: center;"><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:georgia;"> <a href="http://www.gacetacrl.com/arteyenfermedad/adobe/mente%20prodigiosa.pdf">http://www.gacetacrl.com/arteyenfermedad/adobe/mente%20prodigiosa.pdf</a></span></span><br /></div><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><br />Desgraciadamente hoy en día no estamos en condiciones de responder a estas preguntas. En este post voy a elaborar algunas ideas en torno a los trastornos mentales, especialmente la esquizofrenia, aunque antes debo recordar algunos conceptos con respecto al funcionamiento del cerebro “sano”.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">La complejidad del sistema nervioso no es meramente anatómica: cada neurona, en función de su ubicación en esa inmensa “red” tiene una función específica que desarrollar, tiene que recibir una serie de señales, integrarlas y comunicar el resultado a las demás neuronas que forman parte de su circuito. Mientras que la integración de señales y la elaboración de un resultado es un proceso en el que cada neurona suma las señales eléctricas que recibe, la comunicación de ese resultado a las neuronas vecinas se realiza de manera química, en unas estructuras llamadas sinapsis. La neurona que emite el mensaje libera por los extremos de sus axones sustancias químicas, los neurotransmisores, que difunden a través de un pequeño espacio que separa a cada neurona de sus vecinas. El neurotransmisor se une a unas proteínas receptoras presentes en la superficie de esa neurona vecina y las estimula o las bloquea, según la naturaleza del neurotransmisor y la naturaleza del receptor. Esos receptores suelen ser canales para iones (principalmente iones de sodio, de cloro o de calcio) y su activación produce un movimiento de cargas eléctricas a través de la membrana de la neurona receptora, es decir, la señal química del neurotransmisor se transforma en una señal eléctrica. En resumen, el flujo de información por los circuitos de neuronas implica la alternancia de señales eléctricas con señales químicas. Esa es la base de la fisiología del sistema nervioso y también de su patología. En estos videos y en los relacionados de youtube podéis entreteneros un rato:</span></span><br /><br /><object width="425" height="344"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/eJzaBWyRzac&hl=es&fs=1&"><param name="allowFullScreen" value="true"><param name="allowscriptaccess" value="always"><embed src="http://www.youtube.com/v/eJzaBWyRzac&hl=es&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object><br /><br /><object width="425" height="344"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/Ba88FpeIX5g&hl=es&fs=1&"><param name="allowFullScreen" value="true"><param name="allowscriptaccess" value="always"><embed src="http://www.youtube.com/v/Ba88FpeIX5g&hl=es&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object><br /><br /></div><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Aunque hay muchos neurotransmisores hay algunos que desde un punto de vista cuantitativo son más importantes. El mayoritario, sin duda, es el aminoácido glutamato, que hace la función de activador de las neuronas (si comparamos el cerebro con un coche, el glutamato es el acelerador) (Fig. 1). El 90% de las neuronas lo usan en mayor o menor grado. Como contraposición a la función del glutamato hay una especie de freno, representado por un derivado del glutamato llamado GABA. En algunas regiones (médula espinal) a la función de freno contribuye también otro aminoácido, la glicina. Hay otros neurotransmisores que aunque minoritarios son cualitativamente importantes porque transmiten ciertas informaciones de importancia: la dopamina, la serotonina o la norepinefrina, derivadas de otros aminoácidos, y que son utilizadas por las neuronas encargadas de transmitir las emociones y los estados de ánimo. De alguna forma, las neuronas que usan dopamina o serotonina modulan la actividad de la fuerza bruta representada por el glutamato y el GABA: introducen matices en el funcionamiento de la máquina. Curiosamente, esos neurotransmisores minoritarios están en la base de la mayor parte de los trastornos mentales, como discutiré más adelante. El fallo en los mayoritarios, en especial en el glutamato lógicamente produce un efecto más profundo sobre el funcionamiento de todo el sistema, y de hecho conduce normalmente a la muerte de las neuronas (enfermedades neurodegenerativas).</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Otra cuestión importante es que los diferentes circuitos interaccionan entre sí mediante una complicada serie de mecanismos de retroalimentación, de diálogos cruzados de los que finalmente surgirá la resultante global y los correspondientes comportamientos. Así, las neuronas que usan glutamato regulan a las que usan dopamina, y estas a algunas de las que usan GABA, y estas a las que usan glutamato, etc (ver el ejemplo de la Fig. 2)</span></span><br /><br /><br /><div style="text-align: center;"><span style="font-style: italic;font-size:85%;" >-pulsar en las imágenes para ampliar-</span><br /></div><br /><span style="font-size:130%;"><a style="font-family: georgia;" onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiGpc8iMWH6e-hAZ-TN_u9ZXRqW1LgrGQD39_gep7puHHeANHzoPgajZwLfYiqnJJReklGOCUktRuJjgU8irOHw3xVHcg1oKgyByEW94MiTwubZ6mGDO_mCYkBHJLh5rF-GtyOvFtehsz4/s1600-h/20.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 257px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiGpc8iMWH6e-hAZ-TN_u9ZXRqW1LgrGQD39_gep7puHHeANHzoPgajZwLfYiqnJJReklGOCUktRuJjgU8irOHw3xVHcg1oKgyByEW94MiTwubZ6mGDO_mCYkBHJLh5rF-GtyOvFtehsz4/s400/20.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5345742035222332450" border="0" /></a></span><br /><span style="font-size:130%;"><a style="font-family: georgia;" onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEisIPh4JSt0mjtYgDZpLi0fSf_Am68xWeMSDU01LEox3nFKwYSGiX_5u5dTsM_Z1BmxE_YKB5wfDw68HPXN2K45pGRKDrRW0nCtno0LOzxqfGH3mW_lZikkt3iWRP7wqMA66eEeGgSxpHs/s1600-h/21.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 296px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEisIPh4JSt0mjtYgDZpLi0fSf_Am68xWeMSDU01LEox3nFKwYSGiX_5u5dTsM_Z1BmxE_YKB5wfDw68HPXN2K45pGRKDrRW0nCtno0LOzxqfGH3mW_lZikkt3iWRP7wqMA66eEeGgSxpHs/s400/21.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5345742032189844578" border="0" /></a></span><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En el segundo párrafo he escrito que cada neurona desempeña una función específica en estas redes. No obstante, esa afirmación requiere una matización: la organización es tal que se pueden perder neuronas y el sistema sigue funcionando. Hasta cierto límite… después empezará a perder eficiencia. En otras palabras, el sistema es muy robusto y, considerado en su globalidad, falla muy poco, o tarda mucho en fallar de manera grave. De ahí que las patologías, al menos las más graves, sean relativamente escasas. Probablemente esto está relacionado con cómo están constituidos los circuitos: no existe un circuito fijo como, digamos, un circuito eléctrico con su interruptor, sus cables y sus bombillas, sino que cada neurona puede formar parte de muchos circuitos simultáneamente de una manera dinámica: para desarrollar el comportamiento A es reclutada por el circuito A, y para desarrollar el comportamiento B es reclutada por el circuito B (a esto se le llama técnicamente circuitos multifuncionales). Si una neurona se pierde no es como si se fundiera una bombilla ya que habrá otras neuronas parecidas que puedan sustituirla funcionalmente.<br /></span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Otro punto que hay que recordar si queremos entender cómo opera en cerebro en la salud y en la enfermedad: podemos verlo como una orquesta (sin director), y cada circuito no puede hacer la guerra por su cuenta. Su funcionamiento está totalmente supeditado a la actividad global de la red. Las neuronas organizadas en estos circuitos dinámicos, y debido a su actividad eléctrica, están en resonancia, generándose una serie de ritmos oscilantes que pueden medirse en los electroencefalogramas –EEG- (en función de su frecuencia se denomina ondas alfa, beta, gamma, theta….). Muchos de estos ritmos se han conservados a lo largo de la evolución y son necesarios para la realización de unos comportamientos coherentes. Hay ritmos generados espontáneamente de manera continua por ciertas neuronas y otros que se generan en función de la tarea que realizamos. En este último caso, aquellas neuronas que van a realizar una tarea común se sincronizan. Los ritmos son necesarios para que se sincronicen los distintos tipos de información que han de confluir en un momento dado y seamos capaces de formar una idea o un comportamiento coherente. La actividad rítmica del cerebro nunca para, ni siquiera cuando dormimos. En resumen, eso ritmos ondulatorios constituyen una especie de reloj o metrónomo y son necesarios para que la respuesta global sea adecuada y nadie desentone en la orquesta. Otra cosa muy diferente es que se conozca bien cómo se generan, cómo funcionan y cómo se sincronizan (ver comentario adicional al final). En este vídeo –en inglés- podéis ver el EEG mientras dormimos, descansamos o nos movemos<br /><br /><object width="425" height="344"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/M9XVm-ks1ME&hl=es&fs=1&"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/M9XVm-ks1ME&hl=es&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object><br /><br /><br />En este punto creo que puedo empezar a escribir algo sobre algunas situaciones patológicas. Se entenderá fácilmente que para que un sistema tan complejo llegue a integrarse espontáneamente durante el desarrollo embrionario y llegue a funcionar perfectamente hace falta que engranen miríadas de componentes y, a pesar de que está construido a prueba de fallo, hay muchas veces en que el sistema se ve superado y entonces aparece el trastorno mental. Naturalmente aquí no puedo pasar revista a todas y cada una de las enfermedades que podéis ver en la fatídica lista, entre otras cosas porque no se mucho de la mayor parte de ellas, de sus aspectos clínicos o de su tratamiento. Pero sobre lo que sí puedo elaborar un poco es sobre aspectos específicos comunes a todas ellas: en todas hay un fallo en los balances entre los diferentes sistemas de neurotransmisores. Otra cosa es cuál es la causa de este desequilibrio.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Siempre hay una base genética: son los productos de los genes los que interaccionan para dar lugar a todo el entramado, y si falla un cimiento esa parte del edificio tenderá a derrumbarse. Ahora bien, ha sido muy difícil asignar tal o cual gen a esta o a aquella enfermedad. No existe el gen de la esquizofrenia, o el gen de la depresión o el del trastorno bipolar. Casi todos nuestros genes presentan variantes, y algunas de ellas ciertamente predisponen al trastorno. La base genética es evidente cuando miramos las estadísticas: mientras que en la población general la esquizofrenia afecta a un 1% de las personas, si tienes un padre, una madre o un hermano esquizofrénico la probabilidad de desarrollar la enfermedad se incrementa más de diez veces. Ahora bien, durante años se han tratado de identificar los genes implicados en esta enfermedad y los resultados han sido más bien pobres. La razón es que su herencia es compleja y depende de muchos genes simultáneamente, en donde cada uno de ellos tiene una aportación pequeña. Sólo en determinadas combinaciones particularmente desfavorables el efecto es deletéreo. No obstante, hay que decir que en los últimos años se ha identificado un buen número de genes con mayor o menor efecto. (En el banco de datos ONIM hay una lista actualizada de los genes implicados en cualquier enfermedad. En el caso de la esquizofrenia:<br /><br /></span></span><div style="text-align: center;"><a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=181500"><span style="font-size:100%;"><span style="font-family:georgia;">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=181500</span></span></a><br /></div><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><br />Pero es que, además, influye el ambiente. Por seguir con la esquizofrenia, en varios estudios sobre la esquizofrenia en gemelos univitelinos - comparten el 100% de los genes- y que por una razón u otra habían vivido separados, sólo en el 50% de los casos ambos gemelos eran esquizofrénicos. En el resto de los casos sólo uno desarrolló la enfermedad, lo que deja mucho espacio a la influencia ambiental. ¿Cuáles son esos factores ambientales de riesgo?. También es difícil de decir y sólo hay unos pocos factores con sólida confirmación estadística: el vivir en grandes ciudades, la edad del padre (llegados a cierta edad es mejor dedicarse a jugar a la petanca), el pertenecer a un grupo inmigrante o el consumo de drogas (en concreto esa droga que muchos creen inocua, el cannabis). Todos ellos con efectos pequeños. Hay más propuestos pero con un peso tan modesto que no es fácil demostrar su significatividad estadística.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Por supuesto la identificación de más genes implicados en esta u otra enfermedad ayudará a la construcción de una hipótesis coherente de qué es lo que va mal y ofrecerá vías de intervención terapéutica novedosas. Pero mientras llega ese día estamos trabajando al revés, es decir, se ha encontrado el fármaco y después tratamos de explicar el efecto. Casi por casualidad se descubrió que un fármaco inicialmente desarrollado como antihistamínico, la clorpromacina, tenía un efecto terapéutico apreciable contra algunos síntomas de la esquizofrenia (los llamados síntomas positivos como las alucinaciones o los delirios) http://es.wikipedia.org/wiki/Clorpromazina. Siguiendo la estela de este fármaco, tratando de evitar sus numerosos efectos secundarios, en los años 50 se desarrollaron otros antipsicóticos (llamados ahora típicos) y con el tiempo se llegó a la conclusión de que actúan bloqueando la acción de la dopamina (sus receptores). Además, algunas drogas de abuso como la cocaína y las anfetaminas también actúan sobre el sistema de dopamina y producen algunos de los síntomas típicos de la esquizofrenia. Por ello, la llamada hipótesis dopaminérgica de la esquizofrenia ha dominado el panorama de la enfermedad durante décadas. Sólo en los últimos diez años se ha empezado a ver que en la esquizofrenia también está mal el sistema del glutamato (técnicamente, glutamatérgico). En estos pacientes el glutamato funciona a menor velocidad de la debida y se ha comenzado el desarrollo de fármacos que aumenten un poquito la actividad de este neurotransmisor (sin pasarse, debido a los efectos perniciosos de la sobreestimulación de sus receptores). Esta hipótesis se ha visto apoyada por el descubrimiento de algunos nuevos genes asociados a la enfermedad y que intervienen en la neurotransmisión glutamatérgica, así como con varios estudios preclínicos, y alguno clínico, con fármacos que modulan de manera indirecta el sistema de glutamato. Pero, dada la estrecha interrelación entre el sistema dopaminérgico y el glutamatérgico (ver Fig. 2), lo más probable es que en la enfermedad haya un desequilibrio entre ambos sistemas, es decir, ambas hipótesis no son mutuamente excluyentes. Al menos eso creo, y en esa línea de pensamiento trabajamos en nuestro laboratorio.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Esas alteraciones en la neurotransmisión van acompañadas de alteraciones en los patrones de actividad eléctrica del cerebro medida en los electroencefalogramas. Es decir, esos ritmos, tan importantes en la correcta sincronización de los circuitos neuronales, están alterados en los pacientes. Muchos investigadores piensan que en esta desincronización, producida tanto en circuitos locales como en interacciones de más largo alcance entre diversas zonas del cerebro está la base de la disociación de la mente esquizofrénica con su entorno. No olvidemos que un cerebro sano no hace más que crear un mundo virtual de la realidad circundante. Sí, nuestro cerebro nos engaña, nos construye una versión del mundo físico. Y no solo del mundo físico, también construye un mundo virtual de creencias filosóficas, religiosas, morales, de relaciones con los demás…. Y nos convence de que esa es la realidad. Es tan convincente que hay quien mata –y quien muere- en su defensa. Ese mundo tan “coherente y armónico” lo crea nuestro cerebro gracias al ensamblaje preciso de señales químicas/eléctricas muy diferentes captadas por los sentidos (formas, colores, movimientos, sonidos, texturas, etc.), señales que confluyen con los patrones previamente almacenados en nuestra memoria. Señales que se van a integrar con nuestra estructura psicológica. Sí, podéis ver que son muchas las cosas que se van a integrar, y de ahí la importancia de la sincronización entre los circuito neuronales. Por tanto, no es de sorprender que esa sincronización pueda fallar en algunos de sus elementos. Que algunas informaciones estén “fuera de fase”, que el esquizofrénico confunda el origen de la información visual o acústica y que la incorpore en sus alucinaciones a “su realidad”. Informaciones que estaban almacenadas en su memoria son incorporadas erróneamente como procedentes de los sentidos.<br /><br /></span></span><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Volviendo a nuestro ilustre matemático, y para terminar por hoy, estamos muy lejos de poder comprender la complejidad de nuestro cerebro, de los mecanismos de integración profunda entre los diferentes módulos que lo componen. Pero lo que la mente de Nash nos enseña es que no todo tiene por qué ir mal simultáneamente. Es incluso posible que ese mundo virtual de su cerebro se haya “aprovechado” de algunos de sus desequilibrios y los haya compensado con una mejor integración de otros módulos. ¡Quién sabe!.</span></span><br /><br /><br /><span style="font-weight: bold;font-size:130%;" ><span style="font-family:georgia;">Nota sobre ondas cerebrales</span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><br />La investigación sobre el papel y el origen de las ondas cerebrales constituye un área muy activa de investigación y no hay semana en la que no aparezca un nuevo artículo en las revistas científicas más prestigiosas como Nature, Science o Neuron. Por ejemplo, el 28-5-09 se ha publicado en Nature que en el hipocampo una de esas ondas (theta) se desplaza a lo largo del eje longitudinal (técnicamente eje septo-temporal), como si fuera un tren de ondas producidas por una piedra en el agua. Las franjas de neuronas que se encuentran en la misma fase de la onda están sincronizadas con respecto a su capacidad para admitir o emitir señales. El ritmo theta por tanto genera un patrón dinámico de sincronización no sólo temporal sino también espacial a lo largo del eje del hipocampo, genera una especie de “husos horarios” en donde cada neurona sabe “dónde está” y “qué hora es” y, por tanto cómo debe responder en cada momento concreto. Otro artículo en número de mayo de la revista Neuron demuestra que las ondas gamma se generan por un disparo sincronizado de la actividad excitadora (el acelerador) seguido del disparo sincronizado de la actividad inhibidora (del freno). Y acabo de ver el índice del Nature del 4-6-09 con otros dos artículos dedicados a las ondas gamma. Ya tengo lectura para el lunes.<br /><br /></span></span><div style="text-align: right;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"><span style="font-style: italic;">Francisco Zafra</span></span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"></span></span></div>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com11tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-19022551339739026352009-05-10T11:26:00.005+02:002009-05-10T11:41:10.862+02:00Más circuitos que estrellas en el cielo<span style="color: rgb(255, 255, 255);">.</span><br /><div style="text-align: justify;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Para la neurobiología el cerebro no es más que una maquina. Una máquina que interpreta el mundo exterior y que nos capacita para interaccionar con él; una máquina que piensa. Pero, ¡qué máquina!. Medidas recientes indican que tiene unas 170 mil millones de piezas<span style="font-weight: bold;"> </span>(86 mil millones de neuronas y 84 mil millones de células no neuronales, llamadas células de glía). Es un número tan grande que escapa de nuestro conocimiento cotidiano pero, para que os hagáis una leve idea, es comparable con el número de estrellas de la Vía Láctea (estimado en unos 200 mil millones). Incluso si tenéis la suerte de vivir en un sitio en donde se vean las estrellas, cuando miréis al cielo en una noche clara solo estaréis viendo un pequeño número de ellas: una de cada cincuenta millones. Y bajando a la Tierra, puesto que cada neurona está conectada con muchas otras (entre unas decenas y varios miles), podéis imaginar la cantidad de circuitos eléctricos que se pueden generar. Es una forma de hablar porque no, no lo podemos imaginar. Cómo hacer para comprender esa inmensidad que alberga nuestra capacidad de ver, oír, tocar, hablar, escribir, movernos, planificar, tener conciencia de nosotros mismos y de los que nos rodean. Capaz de creer, de amar, de odiar, de engañar o de confiar en los demás…. Todo lo que podemos hacer es un pequeño bosquejo, un modelo simplificado su funcionamiento. Lo que los filósofos llaman una aproximación reduccionista. Creo que es la única compatible con la ciencia actual.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">La función del cerebro está clara: optimizar nuestra supervivencia como individuos y como especie. La aparición de la inteligencia en la tierra es sólo uno de los múltiples caminos que podría haber seguido la evolución para asegurar estos objetivos. Un camino aparentemente exitoso, a la vista de cómo la especie humana se ha adaptado a su medio ambiente… siempre que no acabemos por destruirlo. En otras palabras, el cerebro nos proporciona información de nuestro ambiente a través de los sentidos y, tras procesarla, elabora una respuesta motora adecuada a las circunstancias: búsqueda de sustento nutritivo, huida ante peligros, colaboración con congéneres, búsqueda de pareja….. Este esquema es enriquecido por el propio sistema nervioso a través de una propiedad esencial del mismo: su plasticidad que conduce al aprendizaje y a la memoria. En efecto, el sistema nervioso es capaz de aprender de las experiencias previas de ese individuo o de otros individuos (transmitidas por el proceso de la comunicación) y guardar lo aprendido en la memoria, de forma que cuando se enfrente a situaciones parecidas ya tendrá una respuesta preparada. El cerebro elabora un esquema del mundo y va a actuar conforme a ese esquema aprendido y almacenado. Es más, esos esquemas le permiten hacer predicciones sobre como evolucionará su entorno en el futuro y, por tanto, anticipar las respuestas. Lógicamente esto aumenta enormemente la eficiencia de las mismas. La mayor parte de estos procesos se realizan en la corteza cerebral, una zona de reciente aparición en la historia evolutiva ya que sólo está presente en los mamíferos. Sin embargo, el procesamiento de la información sensorial, la comparación con los patrones almacenados previamente y la elaboración de la respuesta motora adecuada requiere de cierto tiempo. A veces demasiado. Por ello el proceso tiene algunos atajos, controlados por otras partes del sistema nervioso más “automáticas”. Por ejemplo, los reflejos, las emociones (miedo, agresividad, placer) o los estados de necesidad (hambre, sed, calor…), llevados a cabo por zonas evolutivamente más antiguas. Estas zonas evolutivamente antiguas controlan también funciones básicas del organismo como la respiración, el latido del corazón o la digestión, por citar algunos ejemplos. Todo esto ya lo tenían nuestros ancestros los reptiles, y por eso a veces –un poco impropiamente- se denomina el cerebro reptiliano a esa parte antigua de nuestro cerebro. En fin, esto es muy interesante, pero nos desviaría a una clase de fisiología, lo que no es mi intención en este momento.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Redirijámonos a la corteza cerebral, ya que ahí reside no solo el procesamiento de la información sensorial y motora, sino las características que nos hacen humanos como el lenguaje, el razonamiento o la creatividad. La corteza cerebral humana tiene casi el mismo grosor (unos 2 milímetros) y organización que la de una rata (por ejemplo). Se diferencian, sin embargo, en su superficie: la humana tiene la extensión equivalente a la de un mantel pequeño y la de rata a la de un sello de correos. Dada su extensión, la humana está plegada, formando las circunvoluciones cerebrales, de forma que puede empaquetarse en el volumen relativamente pequeño del cráneo. La superficie de la corteza está subdividida en varias áreas, cada una especializada en una función. Por ejemplo, hay un área dedicada a la información visual, otra a la auditiva, otra a la motora, otra a comprender el leguaje, otra expresarlo, es decir, al habla, etc. (Figs. 1 y 2). No obstante, no son áreas aisladas sino que tienen multitud de interconexiones entre ellas. Especialmente importantes son ciertas áreas llamadas de asociación en donde confluyen conexiones de las diversas áreas sensoriales, motoras y emotivas (zonas azules en Fig. 1). Allí se van a integrar todas ellas y se elaborará una respuesta global.</span></span><br /><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg7Gn8NQZY62wDqSGYcfoomkFeiEEVIFgBQMpgJWjagRqFmePTV6ki8NJ4mZCDzlGZU1vxEPfJrJbHqyaYefZCRV62JyrI5c29h74B-LLwRopiT_-XwWFgsE6RCCQ1y6gWz6Ha5IDW3P-I/s1600-h/18.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 246px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg7Gn8NQZY62wDqSGYcfoomkFeiEEVIFgBQMpgJWjagRqFmePTV6ki8NJ4mZCDzlGZU1vxEPfJrJbHqyaYefZCRV62JyrI5c29h74B-LLwRopiT_-XwWFgsE6RCCQ1y6gWz6Ha5IDW3P-I/s400/18.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5334127803054222386" border="0" /></a><br /><div style="text-align: center;"><span style="font-style: italic;font-size:100%;" ><span style="font-family:georgia;">Fig. 1. Esquema de las diferentes áreas de la corteza. Cada una se encarga de procesar un tipo de información.</span></span><br /><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQ5wjB6OGuo5JQKaYkqatXUS9-bqFDTVBMSWEbvMZmp66J4uq5JMMblnXQdQD-EF0Q7fah3LZwNaBNMQktZnqyFWzmIsjsuuwMoGVCFg2QqlKOklwTPQvhYvtYpM2vtuGbCa7wP3Ol0G4/s1600-h/17.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 241px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQ5wjB6OGuo5JQKaYkqatXUS9-bqFDTVBMSWEbvMZmp66J4uq5JMMblnXQdQD-EF0Q7fah3LZwNaBNMQktZnqyFWzmIsjsuuwMoGVCFg2QqlKOklwTPQvhYvtYpM2vtuGbCa7wP3Ol0G4/s400/17.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5334127808059304802" border="0" /></a><br /><span style="font-style: italic;font-size:100%;" ><span style="font-family:georgia;">Fig. 2. Esquema clásico del “homúnculo”. La corteza dedica una zona sensorial y otra motora a cada parte del cuerpo. Cuanto más sensible o más complejo sea el movimiento de esa zona, más superficie necesita. Si dibujamos las diferentes partes del cuerpo en función de la superficie que ocupan obtenemos esos homúnculos. Descubierto por Penfield en 1950.</span></span><br /></div><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Cuando miramos a la corteza de perfil se ve que esos dos milímetros de grosor en realidad están divididos en seis capas de neuronas apiladas unas sobre las otras (F<span style="font-style: italic;">ig. 3 y 4</span>). Esas neuronas apiladas forman pequeñas columnas (de menos de 0,5 mm de diámetro) que aunque no se distinguen anatómicamente sí lo hacen funcionalmente, de forma que todas las neuronas de una columna podemos considerarlas como el circuito básico de funcionamiento de la corteza. La corteza, por tanto, sería una especie de mosaico de estas columnitas de neuronas. Cada columna además está conectada con varias de las columnas paralelas, columnas que pueden estar cerca o lejos de la primera. Las informaciones procedentes de los sentidos no llegan directamente a la corteza sino que tienen una primera “parada” en el cerebro reptiliano, y desde aquí son transmitidas a la parte inferior de las columnas, especialmente a la capa 4, y va subiendo hacia las capas 3 y 2 en donde la información se va integrando, transfiriendo a columnas paralelas y, en definitiva, analizándose. Además, se va comparando con los patrones almacenados en la memoria -que también está en la corteza- y finalmente se obtiene un resultado que, principalmente, sale por los axones de las neuronas de la capa 5 (son las neuronas más grandes de la corteza). En resumen, este tránsito por las columnas representa una forma de procesar de manera ordenada la información entrante y la saliente. Como he dicho antes, este procesamiento “lógico” de la información a través de los circuitos corticales se puede ver cortocircuitado por las emociones, e incluso aunque no se llegue a bloquear, siempre van a influir a través de una serie de conexiones entre el cerebro primitivo y la corteza que, como ya he mencionado, se producen en las áreas de asociación. También al revés, la información cortical puede llegar a controlar en cierta medida a la emocional. De esta forma, de la integración de todas estas informaciones, es de donde se desprenden los comportamientos adecuados a cada situación ambiental.</span></span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg4HjHDgh9gYBzCcInkGAWYGfavLrodEOvVOjWZkGaUBSpJXVvX5AiiyduNP-N26VMQ3wLUrrUKwzUbcessednmAMcmdJCKE9xIWWOuRfpczSyDbLG-_f7zyccD7QrDeBLQWQcOREiveuY/s1600-h/16.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 372px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg4HjHDgh9gYBzCcInkGAWYGfavLrodEOvVOjWZkGaUBSpJXVvX5AiiyduNP-N26VMQ3wLUrrUKwzUbcessednmAMcmdJCKE9xIWWOuRfpczSyDbLG-_f7zyccD7QrDeBLQWQcOREiveuY/s400/16.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5334127816688265170" border="0" /></a><br /><div style="text-align: center;"><span style="font-style: italic;font-size:100%;" ><span style="font-family:georgia;">Fig. 3. Esquema de las capas de la corteza en una sección transversal. Cada una de las seis capas tiene un tipo de neurona predominante.</span></span><br /><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj5pCWWXUts0F62ItB7j93t6cW6Qqd5NpGirj4oSiFvJvrmaJATR3WsUyfk4Yw0etGvGE_M6bPibCq3B8re5QmBl6gcysjwPdmyMwSaDf4PjOUkKJDz637euVDL-zuArEGylV3a9aJ0Hlg/s1600-h/15.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 357px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj5pCWWXUts0F62ItB7j93t6cW6Qqd5NpGirj4oSiFvJvrmaJATR3WsUyfk4Yw0etGvGE_M6bPibCq3B8re5QmBl6gcysjwPdmyMwSaDf4PjOUkKJDz637euVDL-zuArEGylV3a9aJ0Hlg/s400/15.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5334127073523208290" border="0" /></a><br /><span style="font-style: italic;font-size:100%;" ><span style="font-family:georgia;">Fig.4. Esquema de las columnas corticales en el área visual. Cada columna recibe un tipo de información del objeto que estamos viendo: unas de la forma, otras del color, otras de la orientación, unas del ojo derecho, otras del izquierdo…. Toda esta información se integra y el cerebro nos construye una imagen virtual de la realidad. Puesto que cada ojo tiene una perspectiva diferente, la reconstrucción es tridimensional.</span></span><br /></div><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Si tenemos en cuenta que tenemos millones de estas columnas, y todas ellas correctamente conectadas, es fácil hacerse las siguientes preguntas-reflexiones: ¿cómo se generan y se conectan correctamente entre sí y con las otras zonas del cerebro, en lugar de dar lugar a una maraña sin orden ni concierto?; ¿cómo es posible que todo eso llegue a funcionar correctamente en la mayor parte de las personas y no estemos todos locos?</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Aquí voy a recurrir a los ya mencionados principios que enunció en su día Kandel (ver post de abril de 2008): Son los genes, a través de sus productos las proteínas, los que determinan que cada neurona se coloque en su lugar, en su capa precisa; y que, en función del sitio en el que se ha colocado, se activen otros genes que a su vez le van a permitir la emisión de un cierto número de prolongaciones (dendritas y axones), y que esas prolongaciones busquen y encuentren el sitio exacto al que se tienen que conectar. Y esto no es así porque lo diga Kandel: cada día que pasa se acumulan evidencias experimentales que lo demuestran. Se han ido identificando genes imprescindibles en la migración de las neuronas hasta dar lugar a ese patrón de capas, y genes implicados en la navegación de los axones y en su interacción con las dendritas. Cuando el emparejamiento es bueno, la conexión se refuerza, y si no lo es se debilita. Y no sólo se empiezan a conocer esos genes, sino también sus mecanismos bioquímicos de actuación. Bueno, hay que reconocer que nos faltan muchos detalles, muchos genes por identificar y muchos mecanismos por averiguar, pero la esencia es ya inmutable.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Pero, además, sabemos que los genes no lo son todo. Para que esas conexiones se formen correctamente se necesita entrada de información del ambiente tanto externo como interno. Del ambiente externo se necesitan señales sensoriales (luminosas, acústicas, táctiles etc,) o derivadas del aprendizaje de tareas (exposición a una lengua, a la lectura, a la escritura etc.). También son muy importantes las influencias sociales, la interacción con “los otros”. Del ambiente interno derivan señales diversas como las hormonales o diversas sustancias químicas (alcohol o drogas, por citar algunas). Un punto especialmente importante es que todas estas señales tienen una mayor influencia durante el desarrollo del embrión y a lo largo de la niñez. Por poner ejemplos cotidianos, si un adulto desarrolla cataratas, se le opera y recupera la vista, pero si las cataratas las tienen un niño (hay casos raros) y este ha estado desprovisto de señales luminosas durante un cierto tiempo, ya nunca podrá ver, aunque se solucionen las cataratas: las columnas del área visual de la corteza no se desarrollarán correctamente, y no hay vuelta atrás. Por no mencionar el aprendizaje de una lengua: los niños la aprenden sin problema y pueden ser monolingües, bilingües o trilingües sin ningún tipo de acento y comprendiendo perfectamente la gramática de cada lengua. En la etapa adulta esto es imposible. El aprendizaje afecta a la expresión de los genes, afecta a la formación de los circuitos y, en definitiva, a esos esquemas del mundo que se hace nuestro cerebro. La plasticidad cerebral es también usada para reutilizar zonas que han perdido su sentido. Por ejemplo, en los ciegos el área visual es reclutada en gran medida por las áreas dedicadas a procesar las señales acústicas o táctiles. A algunas personas el área dedicada a una función se les queda pequeña, pero con ejercicio y entrenamiento la aumentan. En un pianista la zona de la corteza dedicada al control de los dedos acaba siendo mucho mayor que en otras personas, y en los violinistas sólo los de la mano izquierda (que por cierto se controla con el hemisferio cerebral derecho). Y qué decir de alcohol, de las drogas o del stress: estas situaciones en una madre gestante tienen profundos efectos sobre el desarrollo del cerebro del niño. En definitiva, todas esas señales ambientales inciden directa o indirectamente sobre esos múltiples diálogos de fondo que mantienen los genes, las proteínas o las células. Y es la suma de esta componente genética más la ambiental la que va a determinar las propiedades de cada neurona, y su organización en circuitos que finalmente controlan el comportamiento.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Complicado, ¿no?. Y sin embargo funciona. Sí, parece milagroso pero es así. Bueno, no siempre. Hay personas que tienen afasia, agnosia, amnesia, anosmia, alexia, apraxia, agrafia, o anhedonia. Ah! y se me olvidaba: esquizofrenia, depresión o enfermedad obsesivo-compulsiva (por mencionar algunas que no empiezan por a). O son psicópatas asesinos en serie. Con tantas piezas, alguna tiene que fallar.</span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En el próximo post elaboraré algunas ideas sobre algunas de esas enfermedades, especialmente las llamadas enfermedades mentales. (Si queréis desmoralizaros, aquí hay una lista completa <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/DSM-IV"> http://es.wikipedia.org/wiki/DSM-IV</a> )</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Saludos<br /><br /></span></span><div style="text-align: right;"><span style="font-style: italic;font-size:130%;" ><span style="font-family:georgia;">Francisco Zafra</span></span><br /></div></div>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com4tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-26013667244934824492009-04-09T16:16:00.003+02:002009-04-09T17:29:27.600+02:00¡Qué grande eres, Aristóteles!<span style="color: rgb(255, 255, 255);">.</span><br /><div style="text-align: justify;"><span style="font-size:130%;"><span style="font-style: italic;font-family:georgia;" >''Es una tarea muy difícil, en todo sentido, formarse una opinión sólida sobre la mente (psique, alma). . . . Parece como si todo lo que experimenta el alma sólo se produjera en asociación con un cuerpo. . . la alegría, así como el amor y el odio; en todos estos casos, algo también ocurre en el cuerpo. . . . Si este es el caso, entonces estas propiedades poseen algo de material, incluso en su propia esencia. . . . Y esta es, finalmente, la razón por la que el fisiólogo es el responsable de la investigación del alma.''</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Creo que estas frases escritas hace más de 2300 años por Aristóteles (en De Anima) conservan plena validez en nuestros días. Después de más de veinte siglos, ¡qué digo veinte!: quizá desde los tiempos de los cromañones (e incluso de nuestros primos los neandertales) el hombre ha elaborado teorías y teorías acerca de su propia naturaleza; sobre la génesis de su entendimiento, del razonamiento, de sus sentimientos y de sus creencias. En definitiva, sobre el problema cuerpo-mente. En realidad, la discusión ha versado casi siempre en torno a la naturaleza del alma, pero puesto que esta palabra tiene una connotación religiosa que no tiene nada que ver con la ciencia, usemos la palabra mente, quizá un poco más aséptica: la religión y la ciencia no tienen por qué mezclarse (que se lo pregunten a Galileo; o a Descartes, que no se atrevió a publicar su libro De Homine cuando su amigo Mersenne http://es.wikipedia.org/wiki/Marin_Mersenne le informó por carta de lo que le había pasado a Galileo). </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Hemos recorrido el camino que va desde el animismo al monismo, desde el dualismo pitagórico hasta el platónico, el aristotélico o el cartesiano. Con el empirismo y el positivismo llegamos a la psicología científica, enriquecida con las aportaciones de la frenología, la psicofísica y el evolucionismo y, después, el psicoanálisis (podéis ver un breve bosquejo histórico en </span></span><a href="http://www.redcientifica.com/doc/doc200304200010.html"><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">http://www.redcientifica.com/doc/doc200304200010.html</span></span></a><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"> y una monografía más detallada de la evolución del problema desde Descartes a principios del siglo XX en <a href="http://platea.pntic.mec.es/%7Emacruz/mente/descartes/indice.html">http://platea.pntic.mec.es/~macruz/mente/descartes/indice.html</a>). </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Llegados a este punto, podemos preguntarnos. ¿Qué nos ofrece la neurobiología actual con respecto a este eterno problema?, y, más en línea con lo que vienen siendo mis últimos post, cómo se relacionan estos conocimientos con las enfermedades, en este caso con las enfermedades mentales.</span></span><br /><br /></div><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEipH6ElSiSAemmcRMcjZJRBXIxSquoUnYanJ3Za4lJ6sKmlGIyHxr5hPcSnEmptjjBSdiMo5UBtz10jAqe0Vy9CRpOcDuukR33f-64o7zPoceOOyaBvduRPfEGfWk9100946GbSBcOeNs4/s1600-h/13.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 314px; height: 400px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEipH6ElSiSAemmcRMcjZJRBXIxSquoUnYanJ3Za4lJ6sKmlGIyHxr5hPcSnEmptjjBSdiMo5UBtz10jAqe0Vy9CRpOcDuukR33f-64o7zPoceOOyaBvduRPfEGfWk9100946GbSBcOeNs4/s400/13.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5322712899540387938" border="0" /></a><span style="font-size:85%;">Platón sosteniendo el “Timeo” y Aristóteles sosteniendo la “Ética a Nicómaco”. Detalle de la Escuela de Atenas, por Rafael. Museos Vaticanos.</span><br /><div style="text-align: justify;"><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">En las monografías referidas (no hace falta leerlas) se documenta como a lo largo del siglo XIX se llegó a la conclusión de que el cerebro es el sustrato de la actividad mental e incluso se cartografiaron muchas zonas del mismo como encargadas de diferentes funciones cerebrales, especialmente las sensoriales y las motoras (por ejemplo, los trabajos de Paul Broca). Desde la perspectiva actual estos estudios eran todavía rudimentarios metodológica y conceptualmente, pero iban dirigidos en lo que creemos “la dirección correcta”. Su limitación más evidente derivaba de la ausencia de información acerca de la estructura fina del cerebro, estudios que sólo comenzaron a esta disponibles a finales del siglo XIX y principios del XX, en gran medida gracias al trabajo de Cajal (¡y que todavía continuamos!). </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Aquí se produce una paradoja curiosa, ya que mientras que esos estudios anteriores podían considerarse paralelos a los que seguía la evolución de la medicina en general, la llegada de la psiquiatría psicoanalítica supuso para la psiquiatría el inicio de un camino divergente con la medicina. En efecto, a lo largo del siglo XX la medicina evolucionó hacia el desarrollo de la medicina molecular y pasó de lo que se podría calificar como el “arte de curar” de los siglos anteriores a una disciplina científica. Sin embargo, la psiquiatría recorrió el camino inverso, y se transformó de una disciplina médica en la práctica de un arte terapéutico. Además, la psiquiatría psicoanalítica no se detuvo en la explicación de las principales enfermedades mentales, como la esquizofrenia o la depresión, sino que fue más allá y trató de explicar desde sus postulados lo que ellos llamaron enfermedades psicosomáticas, como la úlcera, la hipertensión o el asma. De nuevo desde la perspectiva actual, esta aproximación padeció de un serio déficit: el olvido del estudio del órgano cerebro como sustrato de la actividad mental. </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Sin embargo, a mediados de los 70 se había desarrollado ya una farmacología considerable para las enfermedades mentales (a veces por casualidad, con fármacos inicialmente desarrollados para otras enfermedades, como describiré en otro momento), y esto forzó a la psiquiatría a considerar a la neurociencia, al estudio del órgano cerebro, como algo de interés, aunque sólo fuera para explicar cómo funcionaban esos fármacos. Es así como la psiquiatría se reintegro en la corriente principal de la medicina académica. Se fueron disipando las agrias disputas entre psiquiatras y neurólogos (los primeros tachaban a los segundos de organicistas, reaccionarios o incultos, según se terciara). Como en el final de El Quijote, Don Quijote-psiquiatra se fue pareciendo a Sancho-neurólogo y viceversa. Durante los años 80, además, se había avanzado notablemente en el estudio de la biología del cerebro, en particular en el análisis de cómo los diferentes aspectos de las funciones mentales son realizados por las distintas partes del cerebro. Quizá he caricaturizado un poco y, de todas maneras, no todo fue negativo. </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Como contrapartida la psiquiatría y la psicología cognitiva aportaron a las neurociencias una guía conceptual y unas herramientas metodológicas, incluyendo las terapéuticas (la psicoterapia), que hoy son esenciales en la comprensión de la biología del cerebro y también, por que no decirlo, en el tratamiento de los enfermos mentales: a estos enfermos no sólo hay que darles fármacos sino también hay que saber escucharlos.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Quizá para ilustrar el estado actual de lo que los neurobiólogos consideramos como el camino a seguir voy a introducir los puntos de vista de una persona que puede representar para mi lo que Casillas o Beckham significan para esos niños que juegan al fútbol en el patio del colegio. Me estoy refiriendo a Eric Kandel (<a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Erik_R_Kandel">http://es.wikipedia.org/wiki/Erik_R_Kandel</a>), un modelo de aproximación a las neurociencias modernas, a la integración entre el conocimiento de los mecanismos básicos de funcionamiento del cerebro y su plasmación en funciones neurológicas complejas. </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Y no sólo es un modelo para mí: en el año 2000 le fue concedido el premio Nobel de Medicina por sus estudios en torno a la formación de la memoria. Algunos de sus descubrimientos sobre este tema ya los trate en el post sobre la memoria (marzo 2008), en donde inserté este video que se refiere a sus experimentos: <a href="http://www.youtube.com/watch?v=-vOwOXysTDs">http://www.youtube.com/watch?v=-vOwOXysTDs</a></span></span><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;"> </span></span><br /></div><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEix3FtLqgUkvJedraeqtwKsyRqQdAgNdHZ3GlI8TFMQR4UWb1AfZKsntGCAAMGFIQzj4RbmQ8OQI1QbJ7rUOjxRjsBWPwBgzkZNQkFERatTzhMW4u_HM06BB0HQvGvra6lCpabBzQ5Cezw/s1600-h/14.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 283px; height: 400px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEix3FtLqgUkvJedraeqtwKsyRqQdAgNdHZ3GlI8TFMQR4UWb1AfZKsntGCAAMGFIQzj4RbmQ8OQI1QbJ7rUOjxRjsBWPwBgzkZNQkFERatTzhMW4u_HM06BB0HQvGvra6lCpabBzQ5Cezw/s400/14.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5322712904514897138" border="0" /></a><span style="font-size:85%;">Ilustración de De Homine, de Descartes: Creía que la glándula pineal conectaba al alma con el cuerpo<br /></span><div style="text-align: justify;"><br /><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Desde mis tiempos de posdoctoral, en el instituto Max-Planck de Psiquiatría de Munich, he tenido como obra de cabecera las sucesivas ediciones de su maravilloso texto titulado “Principles of Neural Science” (<a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Principles_of_Neural_Science">http://en.wikipedia.org/wiki/Principles_of_Neural_Science </a>). En 1998, Kandel también había escrito un brillante artículo en la revista americana de psiquiatría en el que sentaba las bases de lo que debería ser la integración de las neurociencias con la psiquiatría y la psicología. En esencia, Kandel afirma que toda actividad mental depende del funcionamiento del cerebro a través de una serie de circuitos que se forman durante nuestro desarrollo por la acción de los genes y, no menos importante, por las influencias recibidas del ambiente. Es decir, son circuitos esencialmente determinados por la genética pero plásticos y moldeables por las influencias sociales y ambientales (p. ej. por el aprendizaje). La enfermedad mental implica una alteración de esa “circuitería” atribuible a causas genéticas y/o ambientales. Dada la efectividad de la psicoterapia en el tratamiento de algunas de estas enfermedades, es probable que dichos métodos terapéuticos actúen a través de los mismos mecanismos que el aprendizaje, es decir, el estimulo ambiental (el terapeuta, o la medicación) disparan una alteración de la expresión génica que se va ver finalmente reflejada en una remodelación de los contactos entre neuronas. Los años pasados desde entonces y las evidencias experimentales acumuladas no han hecho otra cosa que reforzar sus puntos de vista. </span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Para no cansaros, comentaré estos puntos de vista en el próximo post. En definitiva, como anticipó Aristóteles hace algún tiempo parece que la mente tiene algo de material, incluso en su propia esencia (alguno pensará que para este viaje no hacían falta alforjas).</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Un saludo</span></span></div>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com3tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-63863036848826601242009-02-25T20:41:00.003+01:002009-02-25T22:18:03.896+01:00Son raros……pero muchos.<span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Un mail que recibí hace unas semanas de nuestra profesora de Ciencias Naturales, </span><a style="font-family: georgia;" href="http://www.laboraldecordoba.es/alfabe/profes/gallego_herrera/pedigri.htm">Lucrecia Gallego</a><span style="font-family:georgia;">, me ha servido de inspiración para este post en el que voy a hablar de ENFERMEDADES RARAS. También porque una parte de mi trabajo la dedico a la investigación en una enfermedad rara llamada hiperekplexia (es raro hasta el nombre) y, además, porque el día 28 de Febrero de 2009 se celebra el primer día mundial de estas enfermedades, cuyo objetivo es hacer llegar a la población los problemas de estos enfermos.</span></span><br /><div style="text-align: justify;"><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjtL_p5yHEivLqUnPo_Qdum0N5vgtUor6ViIONso_wY0VStCWNmBiQhBck4cHkP2n0738Y4O1jacy0qZE4foscbC50-5szDCK7vgdKaF0KibYv-xAJHqvcVax6AvWtM66jOFmlefvRy6nQ/s1600-h/8.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 235px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjtL_p5yHEivLqUnPo_Qdum0N5vgtUor6ViIONso_wY0VStCWNmBiQhBck4cHkP2n0738Y4O1jacy0qZE4foscbC50-5szDCK7vgdKaF0KibYv-xAJHqvcVax6AvWtM66jOFmlefvRy6nQ/s400/8.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5306846960841419250" border="0" /></a><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">El mail de Lucrecia era a su vez era un reenvio de uno de esos miles de correos que circulan por internet sobre niños que sufren tal o cual enfermedad y que necesitan ayuda urgente. La mayor parte de esos mensajes son falsos, pero este mail recogía un caso real, a juzgar por lo que pude averiguar en Google. Según la prensa, Claudia sufrió una enfermedad denominada FOP, pero murió en 2005 con sólo ocho años, antes de que pudiera recibir ayuda. Las siglas FOP corresponden a Fibrodisplasia Osificante Progresiva, una enfermedad que padece uno de cada dos millones de recién nacidos y que, en resumen, consiste en la conversión en hueso del tejido conectivo y muscular. Esto conlleva un bloqueo de los movimientos, incluyendo los respiratorios, con esas trágicas consecuencias para Claudia y para la mayor parte de los pacientes afectados.</span></span><br /><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Oficialmente se define como enfermedad rara a aquellas afecta a menos de cinco personas por cada 10.000 habitantes. Este bajo número puede llevarnos a pensar que esto no va con nosotros. Pero no se debe olvidar que se conocen entre 5000 y 7000 enfermedades de este tipo y, aplicado a la población española, supone unos TRES MILLONES de personas afectadas por alguna de ellas. Ese número quizá os parezca más preocupante.</span></span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjdr-4bA-AjnUfTKBgBVOxj9WpPZvpwqlDd5fsnx8-S2AR7GFYuV00Bu8bWoM85D7OWJ1W_ImdPwXGpejLACytU3W2XSz4egAeBawj6s6TbdEChPxMOByOjBb9xIQaeTuKpq4jYCtP7Ar0/s1600-h/9.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 382px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjdr-4bA-AjnUfTKBgBVOxj9WpPZvpwqlDd5fsnx8-S2AR7GFYuV00Bu8bWoM85D7OWJ1W_ImdPwXGpejLACytU3W2XSz4egAeBawj6s6TbdEChPxMOByOjBb9xIQaeTuKpq4jYCtP7Ar0/s400/9.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5306846984524277138" border="0" /></a><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Pero hay más cosas preocupantes. La primera es que una buena parte de esas enfermedades conlleva riesgos serios de muerte o de incapacidad permanente, y en cualquier caso con sufrimientos importantes para los afectados y sus familias. En general, se trata de enfermedades de origen genético, es decir, hereditarias, debidas a la mutación de alguno de los aproximadamente 25000 genes que contienen nuestros cromosomas. Estas mutaciones se van a ver reflejadas en la producción de la correspondiente proteína con defectos en su estructura y, por consiguiente, en su función. Si la proteína derivada del gen mutado realiza una función única, que no puede ser suplida por otra proteína, entonces aparecerá la enfermedad. Aunque en muchos casos son enfermedades recesivas (tenemos dos copias de cada gen, y aunque una copia esté mutada, la otra se basta para realizar el trabajo) también hay un buen número de enfermedades con herencia dominante (la copia buena no es capaz de restaurar el daño que produce la mala). Dentro de cada enfermedad es frecuente una gradación de síntomas en los diferentes enfermos. Es decir, no siempre que un determinado gen esté mutado el individuo afectado va a desarrollar la enfermedad en su máxima gravedad. Dependerá del punto concreto del gen en donde se localice la mutación y de lo dañada que resulte la proteína correspondiente. Por mencionar un símil fácil de entender, no es lo mismo que en una casa se caiga un muro de carga que la balda de una estantería.</span></span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEih34HvwwBX_x-ZK7ixGzxHbMQrJvI2D1nLMTHNcq_edxc-hf1d7OtVFN8VVsEgctn8V6zR74c0CNqNJDHudTElUgfte-ryIUPB3d8H1iicrZikhZPXwSNA4emjE0umhTf9utw0KnbN9d8/s1600-h/10.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 313px; height: 400px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEih34HvwwBX_x-ZK7ixGzxHbMQrJvI2D1nLMTHNcq_edxc-hf1d7OtVFN8VVsEgctn8V6zR74c0CNqNJDHudTElUgfte-ryIUPB3d8H1iicrZikhZPXwSNA4emjE0umhTf9utw0KnbN9d8/s400/10.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5306846997994147186" border="0" /></a><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">El segundo punto de preocupación es la dificultad para realizar un diagnóstico preciso de muchas de estas enfermedades. Algunas se diagnostican fácilmente. Por ejemplo, la “prueba del talón” que se realiza a todos los recién nacidos en España sirve para identificar unas pocas enfermedades raras y graves pero que tienen fácil remedio con una dieta o un tratamiento farmacológico adecuado. Pero para la mayoría la situación es más difícil. Cuando el médico detecta problemas se realizan los correspondientes análisis de sangre, de orina, a veces incluso de líquido cefalorraquídeo, tratando de acotar el daño metabólico que sufre el paciente. En algunos casos –cada vez más- se puede dar un paso más en el diagnóstico mediante la realización de un análisis genético de aquellos genes que pudieran causar esos síntomas, y otros ensayos más especializados para ver la cantidad y la función de la proteína correspondiente. Pero para una gran parte de las enfermedades raras no se conoce el gen responsable. De hecho, es frecuente que lo que se creía una enfermedad acabe siendo subdivida en varias en el momento en que se van identificando los genes responsables. La mutación de dos genes diferentes puede producir el mismo efecto (mismos síntomas), pero el tratamiento de cada una de ellas es posible que tenga que ser muy diferente. Por eso cada año se incorporan unas 250 nuevas enfermedades al catálogo. Debido a todos estos problemas y a su rareza estadística (el médico puede no haber visto nunca un caso igual) es posible que se tarde mucho tiempo en realizar el diagnóstico correcto a un determinado paciente. Y un mal diagnóstico implica un tratamiento inadecuado. Además, incluso aunque el diagnóstico sea correcto, lo más frecuente es que no haya un tratamiento específico y el médico se verá abocado a tratamientos paliativos.</span></span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjZhUgBbrJvNzvRB_Wah41Ajq52AccNhgPuKxJqUUAU8DOa0U4eoUwxbX3aNEUC8Ypl-4m-1ERNzgudE9_ROKzcNynC2zfaJvf-fqWnVUEHhOOXRPMm1uwFTr8bPvMLRGO-IrSQKq5sEXw/s1600-h/11.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 293px; height: 337px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjZhUgBbrJvNzvRB_Wah41Ajq52AccNhgPuKxJqUUAU8DOa0U4eoUwxbX3aNEUC8Ypl-4m-1ERNzgudE9_ROKzcNynC2zfaJvf-fqWnVUEHhOOXRPMm1uwFTr8bPvMLRGO-IrSQKq5sEXw/s400/11.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5306847015452227122" border="0" /></a><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Y esto entronca con el tercer motivo de preocupación: no hay diagnostico ni tratamiento porque no es rentable a la industria farmacéutica investigar sobre esas enfermedades -si no hay mercado/pacientes, no hay beneficio-. Con ello no estoy acusando de nada a nadie –está claro que las farmacéuticas no son ONGs-. Si yo dirigiera un laboratorio farmacéutico también estaría más preocupado en buscar un fármaco para el cáncer, el dolor o el Alzheimer que para las arriba mencionadas FOP, o la hiperekplexia. También hay un problema técnico relacionado con los ensayos clínicos necesarios para la aprobación de un fármaco. La aprobación de un fármaco para cualquier enfermedad (rara o no) requiere que se cumplan unos criterios estrictos de calidad, seguridad y eficacia terapéutica, lo que requiere unos ensayos clínicos que resultan muy costosos y que, de hecho, descartan a la mayor parte de los fármacos ensayados. En el caso de las enfermedades raras dichos ensayos se complican por el pequeño tamaño de las poblaciones de pacientes y su dispersión geográfica. Para tratar de solventar estos problemas, los Estados Unidos, en 1983, y la Unión Europea, en 2000, introdujeron legislaciones especiales con incentivos que tratan de favorecer el desarrollo de fármacos para enfermedades raras, o para que se aprovechen fármacos que se habían desarrollado inicialmente para otro fin. Estos incentivos incluyen ventajas fiscales, subvenciones para los ensayos y, sobre todo, condiciones especiales de exclusividad en el mercado de los productos aprobados. En buena medida esta legislación ha tenido cierto éxito y en 2006 ya se habían acogido a esta legislación unos 1700 fármacos potenciales en USA y 450 en Europa (nos llevan mucha ventaja). De estos sólo han llegado al mercado alrededor del 7 %. Los demás o no han pasado los controles, o siguen en estudio. No obstante, hay críticos con respecto a esta legislación, especialmente en lo que se refiere a los precios de algunos de los medicamentos aprobados y distribuidos en régimen de monopolio. Por citar un ejemplo del que poseo datos, el tratamiento de un solo paciente adulto de la enfermedad de Gaucher con una terapia de sustitución enzimática (Imiglucerasa, Cerezyme) cuesta 350.000 euros al año. En el año 2004 la compañía Genzyme ingresó 800 millones de dólares por ese producto. Esto nos lleva a la cuestión, para la que no sé si tengo respuesta, de si los sistemas de salud públicos pueden mantener ese nivel de gasto. Y es que, con seguridad, este gasto va en detrimento de la inversión necesaria para otras patologías más comunes e igualmente graves. Lo que está claro es que dada la limitación de recursos y la dispersión de pacientes y profesionales médicos y científicos, la actuación que deben brindar los poderes públicos es la de favorecer la creación de redes de interacción entre todos los implicados –pacientes, médicos, científicos e industria- que evite la fragmentación de esfuerzos, así como la creación de centros de referencia especializados en la investigación, el diagnóstico y el tratamiento de las diversas enfermedades. En este sentido van las recomendaciones de la unión europea y a ello obedece la creación en España del centro de investigación en red para enfermedades raras (llamado CIBERER). A este centro estamos adscritos una serie de grupos de investigación que tratamos de poner nuestro granito de arena a la comprensión de algunas de estas enfermedades. Pero, probablemente esto no es suficiente, y como reclaman los afectados, a través de su federación (FEDER), se necesita con urgencia un pacto de estado con las administraciones de las comunidades autónomas que permita la optimización de los recursos. También sería muy deseable un plan europeo de más calado que el modesto plan ERANET.</span></span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjHO_MXvHD-oxZJEC5FVKsuVoj58C643H2iTmZWPvzQ5N5Ua7TQBbCJI9UmtLaW19DlvGq7YqEV9e6WNbReTBoKqSIcw4nwKKMQU_NNaLlh9c_c4xgD5y7jmDiOo59I-8680Z6cJHz6K0c/s1600-h/12.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 324px; height: 400px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjHO_MXvHD-oxZJEC5FVKsuVoj58C643H2iTmZWPvzQ5N5Ua7TQBbCJI9UmtLaW19DlvGq7YqEV9e6WNbReTBoKqSIcw4nwKKMQU_NNaLlh9c_c4xgD5y7jmDiOo59I-8680Z6cJHz6K0c/s400/12.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5306847034481346082" border="0" /></a><br /><span style="font-size:130%;"><span style="font-family:georgia;">Todas estas cuestiones, digamos “políticas” son muy importantes, pero escapan al ámbito de este blog en el que quiero escribir fundamentalmente de ciencia. ¿Qué podemos hacer los científicos?. Como he mencionado más arriba, cada día que pasa se descubre que tal gen es el causante de tal o cual enfermedad. Este es, probablemente, el paso más importante para poder abordar la enfermedad. Primero, porque permite tener una herramienta esencial para el diagnóstico y la clasificación de los pacientes, para la detección de los portadores y para el consejo genético a dichos portadores. En segundo lugar, porque la identificación del gen es esencial para el diseño una estrategia farmacológica tendente a la recuperación de la actividad de dicho gen. Las nuevas técnicas de secuenciación masiva de genomas de las que he hablado en post anteriores acelerarán el descubrimiento de estos genes con unos costes razonables. Naturalmente, el objetivo mítico es el desarrollo de la terapia génica, que permita el intercambio del gen dañado por uno sano. Pero, lamentablemente, a día de hoy no parece una tarea tan fácil como lo que se había vaticinado hace diez años.</span></span><br /></div><span style="font-size:130%;"><br /><span style="font-family:georgia;">Saludos.</span></span><br /><br />Aquí os pongo algunos links para saber más:<br /><br />Portal europeo de información sobre enfermedades raras<br /><a href="http://www.orpha.net/consor/cgi-bin/index.php?lng=ES">http://www.orpha.net/consor/cgi-bin/index.php?lng=ES</a><br /><br />Federación española de enfermedades raras:<br /><a href="http://www.enfermedades-raras.org/">http://www.enfermedades-raras.org/</a><br /><br />Centro de investigación en red sobre enfermedades raras (CIBERER)<br /><a href="http://www.ciberer.es/">http://www.ciberer.es/</a>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-6359416946742293872009-01-20T17:03:00.003+01:002009-01-20T17:18:53.792+01:00La enfermedad de Alzheimer<span style="font-size:130%;"><span style="font-weight: bold;">Pensando en nuestros mayores (…y en nosotros mismos): perspectivas actuales de la enfermedad de Alzheimer.</span><br /><br /></span><div style="text-align: justify;"><span style="font-size:130%;">Lenta y paulatinamente nuestro cuerpo y nuestra mente envejecen. Quizá en la vorágine de la vida moderna nos olvidamos (o queremos olvidarnos) de ello, pero esa es la cruda realidad. Disculpad esta forma pesimista de empezar, que parece propia de quien comienza a sufrir la crisis de los cincuenta (que ya atisbo en el horizonte). Alguien dijo: en la Edad Media la gente vivía 30 años más toda la eternidad, mientras que hoy sólo vivimos 90 años. Aparte de las consideraciones morales y religiosas de la frase, que no trabajamos en este blog, la realidad es que la vida media de la población se ha incrementado de manera notabilísima durante el último siglo en los países desarrollados. Y, asociado al envejecimiento, parece inevitable el incremento de ciertas patologías como el cáncer, el Alzheimer y otras enfermedades degenerativas. ¿Pueden hacer algo los científicos contra estos procesos?. No parece fácil, puesto que son enfermedades tan íntimamente ligadas a los mecanismos moleculares de la vida que es difícil buscar una vía de acción sin alterar la estructura global del edificio de nuestras células. Pero, por otra parte, hay personas centenarias con una notable calidad de vida, por no hablar de las tortugas, que pueden sobrepasar los 250 años. En otras palabras, aunque el envejecimiento es intrínseco a los mecanismos de la vida, no es impensable que se pueda retrasar. Este post lo voy a dedicar a una de esas enfermedades asociadas a la vejez, la enfermedad de Alzheimer.</span><br /><br /><span style="font-size:130%;">Casi todos conoceréis casos más o menos próximos y el efecto deletéreo de la enfermedad no sólo sobre el paciente sino también sobre su entorno. Cada año se diagnostican más de cuatro millones y medio de nuevos casos en el mundo. En los próximos años se espera un gran incremento en el gasto de los sistemas públicos de salud en esta enfermedad como consecuencia del envejecimiento de la población y de la universalización de la asistencia (leyes de dependencia), por no hablar de los cambios en las estructuras familiares (pocos hijos, ancianos solos, etc.). Mis amigos y conocidos, sabedores de mi trabajo en neurociencias, me suelen preguntar ¿Cuándo se va a curar el Alzheimer?. Mi respuesta, inevitablemente, tiene que ser un tanto desalentadora en el corto plazo, pero creo que hay razones para un cauto optimismo a medio plazo (quizá más fundadas que las que tiene nuestro inefable presidente para su optimismo antropológico). Y es que la enfermedad de Alzheimer es una enfermedad muy compleja, tan compleja que cien años después de su descripción por los psiquiatras alemanes Emil Kraepelin y Alois Alzheimer, todavía no conocemos con certeza su etiología, su causa. Actualmente no se puede curar y los médicos solo disponen de cuatro fármacos para tratar algunos de sus síntomas y, además, con un efecto muy modesto sobre los mismos. Tres de estos fármacos prolongan la acción del neurotransmisor llamado acetilcolina y el cuarto bloquea parcialmente la acción del glutamato, otro neurotransmisor. En el mejor de los casos, lo más que se consigue es un retardo de un año en el curso de la enfermedad. </span><br /><span style="font-size:130%;">Para poder desarrollar una terapia efectiva que aborde la causa, más que los síntomas, es necesario conocer el mecanismo celular y molecular que la origina. En los últimos 15 años se ha avanzado notablemente en esta dirección, pero todavía se trabaja con una hipótesis que no sabemos si es del todo correcta, y a la que probablemente le faltan elementos esenciales que pueden explicar el fracaso de muchos de los ensayos clínicos realizados en los últimos cinco años, y que están basados en esa hipótesis. </span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiWCBxaRc2_ndRWErvZxDfa-Q_hmJjJrhAvIHOGe-LVImo0E-arMdzD6R8o70xbg7CnxOkOFXQI773LEzgizkT_JvSWZxMRNiTWTqj2y5y9ZbYOgQsXRbkQYc_Qy9fd9UocKrFWwx_J0N8/s1600-h/5.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 266px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiWCBxaRc2_ndRWErvZxDfa-Q_hmJjJrhAvIHOGe-LVImo0E-arMdzD6R8o70xbg7CnxOkOFXQI773LEzgizkT_JvSWZxMRNiTWTqj2y5y9ZbYOgQsXRbkQYc_Qy9fd9UocKrFWwx_J0N8/s400/5.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5293410933562552082" border="0" /></a><br /><span style="font-size:130%;">Los inconvenientes empiezan con la falta de una forma de diagnóstico que indique con certeza absoluta la presencia de la enfermedad, y menos aún en las fases tempranas. No obstante, hay que decir que en el 85% de los casos el diagnostico es correcto, aunque esto sólo se puede confirmar en el análisis postmorten del tejido cerebral (¡quizá un poco tarde!). Y lo que se observa en ese tejido es que hay menos neuronas y menos contactos entre ellas (sinapsis). Pero esto también ocurre en otras enfermedades neurodegenerativas o en los cerebros con un envejecimiento normal. Sin embargo, hay dos rasgos que son exclusivos del Alzheimer: i) unos depósitos de una sustancia insoluble que forma pequeñas placas, llamadas placas neuríticas o amiloides, y ii) unas marañas de material fibroso, llamadas ovillos neurofibrilares. Las placas están fuera de las neuronas y los ovillos dentro de las mismas. La hipótesis con la que se trabaja es que esos depósitos son los iniciadores del proceso tóxico que acaba matando a las neuronas. Por tanto, la clave será conocer como se producen tanto las placas como los ovillos. Y en gran medida se conoce, aunque ha habido mucho debate sobre si los depositos de amiloide se producen antes que los ovillos, o primero son los ovillos y después las placas, o son procesos paralelos quizá interrelacionados. En cualquier caso, la idea para el desarrollo de nuevos tratamientos es evitar la formación de estos agregados y revertir los que ya se hubieran formado en el momento del diagnostico. Y puesto que la mayor parte de los científicos piensan que el primer evento es la formación de las placas de amiloide, este es el frente en el que más se ha avanzado.</span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjdETyrO6oqWv_TK2jB8aA1cand3c3zfzLNRdVH0zNktCEj6uQTjpE2VpFhLEnOgZAGpv2E7eV2ySG7vdXnClyPpXagV-s_Vh-8qTymJU9k7G0e4voNQUS6H_pu7iGp2af5T_KXExxTzRE/s1600-h/6.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 398px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjdETyrO6oqWv_TK2jB8aA1cand3c3zfzLNRdVH0zNktCEj6uQTjpE2VpFhLEnOgZAGpv2E7eV2ySG7vdXnClyPpXagV-s_Vh-8qTymJU9k7G0e4voNQUS6H_pu7iGp2af5T_KXExxTzRE/s400/6.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5293410927318194306" border="0" /></a><br /><span style="font-size:130%;">Las placas de amiloide están formadas por fragmentos muy insolubles de una proteína llamada APP. Esta proteína la tenemos todos en nuestro cerebro, anclada en la membrana de las neuronas, y no parece ser muy que importante para que el cerebro funcione correctamente. De hecho, se han generado ratones sin dicha proteína y viven como si tal cosa. El problema aparece cuando la proteína se degrada. Todas las proteínas de nuestro cuerpo tienen una vida media relativamente corta (desde unos minutos a varios días) y acaban siendo degradadas, eliminadas y sustituidas por proteínas nuevas. Sin embargo, durante la degradación de APP se produce un fragmento que es muy insoluble en el medio acuoso extracelular y tiende a agregarse y a precipitar formando las mencionadas placas. Hay un mecanismo para eliminar los fragmentos de amiloide antes de que se formen las placas, mecanismo que falla en los enfermos de Alzheimer. El mecanismo implica a otra proteína llamada APOE. Esta proteína se puede presentar en tres formas (técnicamente formas alélicas). Uno de los alelos (APOE2) es muy eficiente eliminando amiloide, otro es normal (APOE3, es el que tiene la mayor parte de la población) y otro (APOE4) es muy malo. Por tanto, el que ha tenido la mala suerte de heredar ese alelo tiene más posibilidades de desarrollar la enfermedad. Se piensa que hay otros mecanismos de eliminación de los depósitos, pero no se conocen igual de bien. Por ello, no es obligatorio los portadores del APOE4 desarrollen la enfermedad.</span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgZLnopklXrF5pZ0R6vzMUlp6PyJzIdy_sJ3-5BJFbOcGGwhsOfoE6QSg5t5RwIpZ_5OsnujwG9mvRBHdXLDStlHF1buWz4l6mk5iI0QO0WVh9_znnqYg1hOCJijHO5VVavDEnCZpAxPPo/s1600-h/7.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 279px; height: 400px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgZLnopklXrF5pZ0R6vzMUlp6PyJzIdy_sJ3-5BJFbOcGGwhsOfoE6QSg5t5RwIpZ_5OsnujwG9mvRBHdXLDStlHF1buWz4l6mk5iI0QO0WVh9_znnqYg1hOCJijHO5VVavDEnCZpAxPPo/s400/7.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5293410925811107378" border="0" /></a><br /><br /><span style="font-size:130%;">Sobre este conocimiento de los mecanismos patogénicos se están ensayando diversos fármacos que pudieran modificar el curso de la enfermedad de la siguiente manera:</span><br /><br /><span style="font-size:130%;">1.- Interfiriendo con la vía de degradación de APP para que no se genere el fragmento amiloide. Desgraciadamente esta es una vía de degradación usada por otras proteínas más importantes que el APP y, por tanto, no se puede bloquear en su totalidad. Parece que se ha encontrado un resquicio para afectar solamente a la degradación de APP y no a la de otras proteínas. Son los inhibidores o moduladores de las secretasas, algunos en fases clínicas de investigación relativamente avanzadas (Técnicamente fases II y III).</span><br /><br /><span style="font-size:130%;">2.- Otra vía interesante consiste en una vacuna contra el péptido amiloide. En los modelos animales de los que se dispone (ratones modificados genéticamente que desarrollan placas), la vacuna funciona bien. Por ello, esta investigación se trasladó a los pacientes, llegando a fase la clínica II. Sin embargo, seis años después de iniciado el estudio, se ha tenido que detener ya que el 6% del los pacientes sufrió un efecto secundario muy importante (meningoencefalitis). Además, aunque la vacunación hizo desaparecer las placas, no mejoró la demencia de estas personas. ¿Es posible que la vacunación se haya hecho demasiado tarde, cuando el daño iniciado por el amiloide ya fuera irreversible? ¿o, como he dicho más arriba, a la hipótesis del amiloide no es correcta, o es incompleta?. Se está trabajando para tratar de evitar el efecto secundario, y quizá en el futuro se pueda intentar vacunar antes. Esto tiene un problema bioético esencial: se trabaja con personas, por lo que, en principio, no se puede vacunar a personas sanas antes de que muestren algún signo de la enfermedad. Aquí se ve la necesidad de un modelo animal que recapitule la enfermedad mejor que los actualmente disponibles. Además, sería importante desarrollar un ensayo de detección precoz de la enfermedad, cuyas primeras alteraciones pueden preceder en varios años a los primeros síntomas neurológicos. De hecho, se está trabajando para encontrar biomarcadores, como proteínas o genes, que indiquen con antelación suficiente que esa persona va a sufrir la enfermedad. Si esto se consigue y se mejora la seguridad de la vacuna –o la de cualquier otro tratamiento-, podría comenzarse la intervención terapéutica mucho antes. </span><br /><br /><span style="font-size:130%;">3.- Fármacos que evitan la agregación del péptido amiloide. Hay algunos compuestos que previene la agregación del péptido y que ya están en fase III</span><br /><br /><span style="font-size:130%;">- ¿Hay algo más que el péptido amiloide?</span><br /><span style="font-size:130%;">La verdad es que por el momento no hay mucho más. La formación de los ovillos fibrosos podría ser un punto clave en el desarrollo de la enfermedad. Estos se producen por agregación de una proteína normal de las neuronas llamada tau. Esta forma parte del llamado citoesqueleto, una serie de filamentos que mantienen la forma y la estructura de las neuronas. En la EA, tau está modificada (técnicamente hiperfosforilada) y esto promueve la agregación y la formación de los ovillos que destruyen las neuronas. Se quiere interferir con las vías que modifican a tau y que producen su agregación. De hecho hay algunos fármacos que lo hacen, pero mayor parte de estos compuestos están todavía en fases preclínicas. Es decir, esto está todavía muy verde. Aquí podéis ver un esquema de su funcionamiento: (<a href="http://www.youtube.com/watch?v=pEz3D6LYTzs&feature=related">http://www.youtube.com/watch?v=pEz3D6LYTzs&feature=related</a>)</span><br /><br /><span style="font-size:130%;">Otra forma con la que se quiere abordar la enfermedad es con la mejora de las prestaciones del “desintoxicador” deficiente APOE4, modificándolo farmacológicamente para que se parezca a APOE2. Algo parece haberse conseguido al respecto.</span><br /><br /><span style="font-size:130%;">Finalmente, otra aproximación quizá complementaria con todo lo que he descrito más arriba, consistiría en suministrar a las neuronas enfermas unas proteínas que aumentan el vigor de las mismas y evitan su muerte. Son las llamadas neurotrofinas, cuyo prototipo es el factor de crecimiento nervioso (NGF) que fue descubierto por Rita Levi-Montalcini y Stanley Cohen en los años 50 (recibieron el premio Nobel en 1986). Al principio de los 90 se descubrieron cuatro neurotrofinas más en el laboratorio de Hans Thoenen, en Munich, un hallazgo en el que tuve la suerte de participar, y que ya entonces patentamos como posible remedio para la enfermedad de Alzheimer y el Parkinson (<a href="http://www.wipo.int/pctdb/en/wo.jsp?wo=1991003568">http://www.wipo.int/pctdb/en/wo.jsp?wo=1991003568</a>). El problema que ha venido arrastrándose con estas proteínas durante estos más de 15 años es el de cómo hacerlas llegar hasta las neuronas. Al ser proteínas relativamente grandes, no pueden atravesar la barrera que separa al cerebro del resto del organismo (técnicamente llamada barrera hematoencefálica). Sin embargo, esto empieza a estar resuelto y ya hay en marcha varios ensayos clínicos consistentes en la colocación en pacientes de un implante intracraneal desde el que se liberan las neurotrofinas al interior del cerebro. Quizá en los próximos años haya buenas noticias al respecto.</span><br /><br /><span style="font-size:130%;">En resumen, aunque hay abiertas varias líneas de trabajo prometedoras, esta es una investigación lenta, que hay que ensayar primero in vitro, después en animales, y por último en pacientes. Puesto que la enfermedad evoluciona lentamente se requieren ensayos clínicos de muchos años de duración y, con certeza, habrá que empezar desde el principio una y otra vez. Pero creo que finalmente se conseguirá.</span><br /><br /><span style="font-size:130%;">Aquí os adjunto algunos links de interés para saber un poco más.</span><br /></div><span style="font-size:130%;"><br /><a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Rita_Levi-Montalcini">http://es.wikipedia.org/wiki/Rita_Levi-Montalcini</a> (el 22 de abril cumplirá 100 años)<br /><a href="http://www.youtube.com/watch?v=7On9Dja5HfM&feature=related">http://www.youtube.com/watch?v=7On9Dja5HfM&feature=related</a><br /><a href="http://www.youtube.com/watch?v=3G0wuwOgn8M&feature=related">http://www.youtube.com/watch?v=3G0wuwOgn8M&feature=related</a><br /><a href="http://www.youtube.com/watch?v=IcuDz7tOL7E&feature=related">http://www.youtube.com/watch?v=IcuDz7tOL7E&feature=related</a><br /><a href="http://www.youtube.com/watch?v=2r9waLfc8DE&feature=channel_page">http://www.youtube.com/watch?v=2r9waLfc8DE&feature=channel_page</a><br /><a href="http://www.youtube.com/watch?v=mxtG3Dvn-vE&feature=channel_page">http://www.youtube.com/watch?v=mxtG3Dvn-vE&feature=channel_page</a><br /><a href="http://elmundosalud.elmundo.es/elmundosalud/especiales/2004/04/alzheimer/index.html">http://elmundosalud.elmundo.es/elmundosalud/especiales/2004/04/alzheimer/index.html</a><br /></span><span style="font-weight: bold;"><br /></span>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-24544068248782082592008-12-10T00:47:00.005+01:002008-12-10T00:57:55.166+01:00Póngame cuarto y mitad de genoma (Ah! Y si puede ser de ojos azules).<span style="font-style: italic;">.<br /></span><div style="text-align: justify;"><span style="font-style: italic;">Con el envió anterior doy por finalizada mi serie dedicada diversos aspectos de la evolución. En esta y en las próximas colaboraciones trataré sobre avances recientes en el conocimiento de los mecanismos biológicos que subyacen a enfermedades de gran prevalencia como el cáncer, el Alzheimer o la esquizofrenia y sobre las perspectivas que se abren a medio y largo plazo para su tratamiento. Están escritas con la mentalidad de un científico básico, y no de un médico -puesto que no lo soy- y con el único ánimo de ilustrar el largo camino que va desde el conocimiento biológico a su plasmación terapéutica.</span><br /></div><br /><br /><span style=";font-family:georgia;font-size:130%;" ><span style="font-weight: bold;">Póngame cuarto y mitad de genoma (Ah! Y si puede ser de ojos azules).</span><br /><br /></span><div style="text-align: justify;"><span style=";font-family:georgia;font-size:130%;" >Si calculáramos la relación coste/beneficio de la investigación básica en biología llegaríamos a la conclusión de esta ciencia no es demasiado cara, a pesar de que la traslación de estos conocimientos básicos a aplicaciones prácticas (especialmente fármacos) sí consume bastantes recursos. En colaboraciones anteriores os he introducido en el mundo de la genómica, es decir, en el del conocimiento de la secuencia de nucleótidos de nuestros cromosomas. La secuenciación del primer genoma humano fue un esfuerzo titánico de miles de científicos durante trece años, que culminó en el año 2003 al completarse la lectura de los aproximadamente tres mil millones de nucleótidos que componen los cromosomas humanos. El coste de este proyecto, realizado por un consorcio público, fue de 3000 millones de dólares (un dólar por nucleótido; un tercio del coste de las obras del AVE Madrid-Barcelona). También hubo un proyecto privado desarrollado por la empresa Celera que costó diez veces menos (aunque favorecida en su metodología por la información del consorcio público, y menos preciso). Pero los métodos de secuenciación han seguido avanzado en estos cuatro años y en 2007 se completó la secuenciación del genoma del fundador de Celera, Craig Venter, que secuenció su propio DNA por 1 millón de dólares (se ha hecho multimillonario con las patentes, los contratos y muchos otros negocios en torno a la biotecnología). También se completó la secuencia del genoma del descubridor de la estructura del DNA, James Watson, premio Nobel de Medicina de 1962 (en este caso por invitación de la compañía Roche para promocionar su aparato de secuenciación 454FXS). Este trabajo ha costado otro millón de dólares. Tanto el genoma de Watson como el de Venter están disponibles en las bases públicas de datos, con la excepción de una zona del de Watson que contiene uno de los genes que predisponen a la enfermedad de Alzheimer, y que el mismo no quiere conocer. </span><br /><br /><br /><span style=";font-family:georgia;font-size:130%;" >La revista Nature del 6 de Noviembre de 2008 da un paso más hacia lo que empieza a conocerse como genómica personal (o personalizada) ya que publica tres artículos en los que se analizan los genomas completos de tres nuevos individuos. El primero de ellos corresponde un hombre sano de etnia china y se ha llevado a cabo en menos de dos meses, con un coste de medio millón de dólares. El segundo trabajo también es sobre un hombre sano, de raza negra (etnia Yoruba, Nigeria) y ha costado unos 250.000 dólares. La verdad es que no se pueden sacar grandes conclusiones de estos genomas, aparte de que cada uno de ellos presenta unos tres-cuatro millones de diferencias con el genoma de referencia (el publicado en 2003). El de origen africano tiene más variaciones con respecto al genoma de referencia (era de raza blanca), como era de esperar dado el origen africano de la especie humana y por tanto la mayor antigüedad de su estirpe. Todos ellos llevan algunas variantes de genes que predisponen a ciertas enfermedades, pero esto no es garantía de que las desarrollen. Por ejemplo, el individuo chino tiene un gen que produce sordera, pero es recesivo y él no manifiesta esta enfermedad. Solo sus hijos podrían desarrollarla si se casara con otra portadora de esa variante del gen de la sordera. También tiene genes que predisponen a ciertas adicciones, y de hecho este individuo es un fumador compulsivo. Con seguridad estos datos no tendrán mayor relevancia hasta que se analicen muchos más individuos sanos y enfermos, y esto permita ir delimitando los genes asociados a diversas enfermedades genéticas.</span><br /><br /><br /><span style=";font-family:georgia;font-size:130%;" >Precisamente en esta dirección va el tercer trabajo publicado por Nature. Este se corresponde al genoma de una enferma de leucemia mieloblástica aguda, y que ya ha fallecido como consecuencia de la enfermedad. Este tipo de cáncer no es de los más frecuentes (para que os hagáis una idea, afecta a casi 2000 españoles cada año). El tratamiento para este cáncer apenas si ha avanzado en los últimos años, y estudios como el que se acaba de publicar puede abrir la puerta a nuevos tratamientos. El punto principal de este trabajo es que han secuenciado el genoma de esta persona dos veces: una de células sanas (de la piel) y otra de las células tumorales. Usando la información disponible del genoma de referencia, de los genomas de Venter y Watson, así como los dos de esta enferma se han podido identificar 10 genes que han sufrido mutaciones en las células tumorales (pero no en las epiteliales). De los diez genes, solo dos eran conocidos como asociados a la progresión del tumor, por lo que se disponen de ocho nuevas dianas que podrían utilizarse para el diseño de nuevos fármacos. En realidad, todavía es pronto para asociar a esas ocho proteínas con la etiología y la progresión de la enfermedad, y hacen falta más datos de otros pacientes, pero el estudio claramente indica la adecuación de esta metodología a la identificación de nuevos genes con potencialidad terapéutica. </span><br /><br /><br /><span style=";font-family:georgia;font-size:130%;" >En la actualidad hay en marcha diversos proyectos para secuenciar los genomas del máximo número de personas posible. Entre ellos esta el llamado “Proyecto Genoma Personal” (PGP) (h<a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Personal_Genome_Project">ttp://en.wikipedia.org/wiki/Personal_Genome_Project</a> ) que publicará los datos de los genomas de voluntarios junto con los historiales médicos muy completos, incluyendo datos de expresión de genes obtenidos con microarrays, para que se pueda establecer una relación entre la información genética (genotipo) y su manifestación externa (fenotipo). Este es un punto muy importante, porque para comprender un fenotipo (un carácter como la altura o la inteligencia; o una enfermedad como el cáncer, el Alzheimer, etc) no será suficiente con conocer la secuencia de los genes sino que, como ya he apuntado en otras colaboraciones, habrá que tener datos sobre la regulación de los mismos, es decir, en qué cantidad se expresa cada uno de esos genes. Afortunadamente, la tecnología para medir el nivel de expresión de los genes está ya bien desarrollada con los mencionados microarrays. </span><br /><br /><br /><span style=";font-family:georgia;font-size:130%;" >Otro proyecto, nacido al abrigo del proyecto genoma, está interesado en descubrir las causas genéticas de la diversidad de la especie humana. Es el proyecto 1000 genomas (<a href="http://en.wikipedia.org/wiki/The_1000_Genomes_Project">http://en.wikipedia.org/wiki/The_1000_Genomes_Project</a>), iniciado en enero de 2008 y que pretende analizar el genoma de 1000 individuos de diversas etnias. Este proyecto deriva de uno anterior más modesto llamado HapMap. </span><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhL7TFS8jspZKkSLAYnp0t_skC6QPPMVOPVQe5kn7M5_l9KZ7b2nNq7XM3bfYxRDfJJyNbT5f4P7gni3cHcLbdlS1Fr_b9Wi204KiQQKVKOurVvFaocJ3mcTa8HaP1lkAqDbCYOe_oH3eo/s1600-h/4.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer; width: 390px; height: 142px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhL7TFS8jspZKkSLAYnp0t_skC6QPPMVOPVQe5kn7M5_l9KZ7b2nNq7XM3bfYxRDfJJyNbT5f4P7gni3cHcLbdlS1Fr_b9Wi204KiQQKVKOurVvFaocJ3mcTa8HaP1lkAqDbCYOe_oH3eo/s400/4.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5277943737935749890" border="0" /></a><br /><span style=";font-family:georgia;font-size:130%;" >Con toda probabilidad en el futuro próximo se añadirán más programas para analizar genomas de personas que sufran de ciertas enfermedades, especialmente el cáncer o las enfermedades mentales y neurodegenerativas. De hecho, en abril de 2008 se anunció la creación de un consorcio multinacional para la secuenciación de muestras de los 50 tipos de tumores más frecuentes (<a href="http://www.icgc.org/home">h</a><a href="http://www.icgc.org/home">ttp://www.icgc.org/home</a>). Se quiere secuenciar y recolectar los correspondientes datos de expresión de alrededor de 500 pacientes para cada tipo de tumor, es decir, unas 25000 personas en total. El día 18 de noviembre de 2008 se ha anunciado el comienzo de los trabajos sobre ocho tipos de tumor. España se ha adherido recientemente al consorcio y se encargará del estudio de la leucemia linfocítica, con un presupuesto de 15 millones de euros (el sueldo de dos buenos futbolistas) y la participación en mayor o menor grado de unos tres mil investigadores.</span><br /><br /><br /><span style=";font-family:georgia;font-size:130%;" >Es previsible que el precio de secuenciación siga bajando y los plazos acortándose y por tanto extendiéndose su uso. Según Venter llegará a costar 1000 dólares por individuo. De hecho, aquí hay posibilidades de negocio y ya hay empresas ofertando secuenciaciones completas por cinco o seis mil dólares (¡y funerarias que te guardan el DNA con una cómoda cuota a perpetuidad!). En este momento es más que dudoso que la información que se pueda extraer de esos datos valga la pena para el paciente/cliente pero, en fin, hay quien paga hasta por un paseo espacial. A pesar de que estas aventuras empresariales sean cuestionables, las iniciativas, públicas o privadas, encaminadas a un conocimiento serio de las relaciones entre genotipo y fenotipo claramente merecen la pena, y su coste quedará ampliamente amortizado en el momento en que se identifiquen algunas nuevas dianas terapéuticas. Por ello, también hay grandes multinacionales farmacéuticas con sus propios programas de investigación sobre genómica.</span><br /><br /><span style=";font-family:georgia;font-size:130%;" >A pesar de estas prometedoras perspectivas, no debemos descuidar algunos aspectos cruciales relacionados con la bioética y la legalidad. No olvidemos que lo barato es fácil de hacer, y por tanto difícil de controlar (cualquiera podría hacer quién sabe qué en su cocina). Probablemente el principal reto que imponen estos estudios es el de la confidencialidad de los datos y la seguridad jurídica de las personas analizadas. Aunque hoy en día esto todavía no es crítico, porque no sabemos sacar grandes conclusiones de la lectura de un genoma, pronto llegaremos a un punto en el que sabremos hacerlo y, entonces, tendremos un problema. Imaginad que un empresario supiera con un simple análisis de sangre cuales de sus empleados van a sufrir tal o cual enfermedad. Probablemente no invertiría en su formación y no les renovaría sus contratos. O una empresa de seguros médicos: no aseguraría a los que tuvieran riesgo de desarrollar enfermedades. Y así podríamos seguir a múltiples ámbitos. Pero por otra parte, para que los datos lleguen a ser realmente significativos es necesario integrarlos con historiales médicos extremadamente detallados, con datos del sitio donde el individuo ha crecido, a qué riesgos medioambientales o afectivos ha estado sometido, etc. Y, cuantos más datos y más personas intervengan en este tipo de estudios, más difícil será garantizar la confidencialidad de los mismos. Sin duda, más pronto que tarde, también se planteará el problema ético de la selección de embriones con ciertas características genéticas (de hecho, ya se ha planteado con los niños concebidos para salvar a un hermano). Y, más tarde, se planteará la posibilidad de cambiar ciertos genes “malos” por otros en dichos embriones (ya se puede hacer en animales). ¿Sería lícito cambiar un gen que predispone al desarrollo del cáncer por uno sano? Es posible que la mayoría contestemos a esto que sí, pero…¿y de camino, por qué no le ponemos también uno que le alargue la vida en 20 años, y que lo haga más alto y, si puede ser, más listo?. En resumen, la sociedad debe estar bien informada de las posibilidades que se están abriendo con estos estudios y debe de dotarse de una protección legal frente a los abusos, al tiempo que no se interrumpa el avance de un conocimiento que abrirá el camino a tratamientos más eficaces para una buena parte de las enfermedades que nos afligen en la actualidad.</span><br /><br /><div style="text-align: right;"><span style=";font-family:georgia;font-size:130%;" >Un cordial saludo.</span><br /></div></div>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-25341180139396757392008-11-09T14:27:00.003+01:002008-11-09T14:33:09.851+01:00CAPÍTULO 5. Buscando a los padres de LUCA: el origen de la vida.Os pido perdón por la pedantería, pero creo recordar casi textualmente una de las citas de Kant que el padre Erviti nos hizo estudiar de memoria en sus clases de filosofía de bachillerato, y que decía así:<br /><br /><div style="text-align: center;"><span style="font-style: italic;">“tiene la inteligencia humana el singular destino de verse acuciada por problemas de índole tal que no puede eludir, pues su misma naturaleza se los propone, y que tampoco puede resolver, puesto que a su alcance no se encuentran”.</span><br /></div><br />Naturalmente, el científico quiere, en la medida de sus posibilidades, rellenar esos profundos huecos de nuestro conocimiento y dar una respuesta objetiva a los problemas planteados por nuestra curiosidad innata.<br />Creo que uno de los mayores problemas que acucia a la mente humana, y que nos remite tan lejos como al Génesis, se refiere al origen del Universo a partir de la “Nada”.<br /><br />Como sabréis, en estos días se intenta poner en marcha un acelerador de partículas que, quizá en nuestra ingenuidad, esperamos que nos dé datos esenciales acerca de lo que probablemente fueron los primeros milisegundos de existencia del Universo, sobre el origen de la materia y del tiempo. Pero mi conocimiento sobre el tema se limita unos pocos textos de divulgación, y prefiero dirigirme a otro capítulo que también está en el Génesis y que está más en línea con mi especialidad y con la serie de colaboraciones con las que os vengo castigando en nuestra revista digital.<br /><br />Me estoy refiriendo a otro de los problemas que nos acucia, el origen de la vida sobre la Tierra, y esto, forzosamente, nos conduce a hablar de nuevo de la Evolución. Así, después de haber tratado en mis anteriores colaboraciones de “un problema menor” como es el origen de ha especie humana por evolución de un simio ancestral, hoy quiero centrar la discusión sobre el origen de las primeras formas de vida a partir de la materia inorgánica. Esto sí puede ser considerado como un problema realmente mayor, y cuya respuesta, desgraciadamente, no se encuentra por el momento a nuestro alcance.<br /><br />De hecho, es incluso problemático definir qué es un organismo vivo. Por no enredarme en academicismos, usaré la definición de ser vivo aceptada por la NASA: la vida es un sistema químico autosostenido y capaz de sufrir evolución darviniana.<br /><br />Siguiendo el razonamiento de anteriores colaboraciones, la comparación de los genomas y de las características bioquímicas de las especies vivientes nos permite reconstruir el pasado y definir las características de nuestros ancestros. Extendiendo esta comparación hasta las formas más simples de vida podríamos llegar hasta el último antepasado común de todas las especies vivientes y que, con la sorna habitual de algunos científicos americanos, se denomina “LUCA” (Last Universal Common Ancestor).<br />LUCA ya debía poseer aquellas características que hemos heredado todas las formas de vida existentes. Pero aunque estas características son relativamente pocas, pensamos en LUCA como una célula con una maquinaria (metabolismo) capaz de obtener energía y materiales del medio para crecer, dividirse y evolucionar, es decir, un ser vivo de pleno derecho. Por tanto, debía poseer un material genético y un metabolismo que permitiera su autopropagación, y estar rodeado por una membrana que evitara la difusión en el medio circundante de toda esa maquinaria. Todas las especies vivientes en la actualidad tiene como material genético un ácido nucleico (DNA o RNA), que sirve de molde para su propia copia, y cuya información se expresa por la acción de una maquinaria constituida por RNA y proteínas, siguiendo las pautas impuestas por el código genético, una tabla que relaciona la secuencia de los ácidos nucleicos con las de las proteínas (cada tres letras del ácido nucleico se interpretan como uno de los veinte aminoácidos que forman parte de las proteínas.<br /><br />Ver complemento del capítulo 2 o <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3digo_gen%C3%A9tico%20y%20http://www.youtube.com/watch?v=Rfc71nFYYgE">http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3digo_gen%C3%A9tico </a>y <a href="http://www.youtube.com/watch?v=Rfc71nFYYgE">http://www.youtube.com/watch?v=Rfc71nFYYgE</a>).<br /><br />LUCA ya usaba ese código genético puesto que no se conoce ningún ser vivo en la actualidad que no lo use. Esto implica que la vida de LUCA dependía tanto de los ácidos nucleicos como de las proteínas, que se sintetizaban a partir de la información contenida en ellos. Esto, por tanto, nos lleva al problema del huevo y la gallina: sin ácidos nucleicos no hay proteínas y sin proteínas no hay ácidos nucleicos.<br /><br />¿Demasiado complejo para ser resuelto?. Afortunadamente, la salida a este dilema parece resuelta, ya que uno de los ácidos nucleicos, el RNA es capaz de realizar una buena parte de las funciones que hoy en día realizan las proteínas. En otras palabras, está bastante aceptado que antes de LUCA existió una forma de vida más sencilla basada únicamente en el RNA y que, posteriormente, las proteínas relevaron al RNA de muchos de los papeles que desarrollaba.<br /><br />Este proceso fue claramente favorecido por la evolución ya que las proteínas eran más versátiles y eficientes en la realización de esas tareas. Hay que recordar que la síntesis de proteínas todavía hoy depende de la actividad del RNA (RNA mensajero, ribosomas, tRNAs) y que las proteínas desempeñan un papel que se puede calificar de accesorio en este proceso. Y al igual que en la síntesis de proteínas, hay otros procesos celulares que hoy en día siguen dependiendo de RNA, y que parecen ser vestigios de aquel mundo primigenio basado en un RNA capaz de autoreplicarse, autoregularse y evolucionar. También existe consenso en que la evolución llevó posteriormente a elegir el DNA como forma de almacenamiento de la información, ya que es más estable que el RNA en las condiciones actuales.<br /><br />Pero incluso ese mundo primigenio de formas de vida basadas en el RNA tuvo que ser demasiado complejo: ¿cómo se sintetizaron esas primeras moléculas de RNA? ¿cómo se autoensamblaron y autoreplicaron? ¿cómo comenzaron a evolucionar?... A la última pregunta se puede contestar con datos experimentales, ya que se ha conseguido una especie de “evolución dirigida in vitro” en unos experimentos los que a partir de una mezcla de miles de moléculas de RNAs de secuencia aleatoria se seleccionaba espontáneamente una sola secuencia con una característica química prefijada de antemano por el investigador.<br />Para las otras preguntas no hay respuesta, solo unos balbuceos derivados de algunos descubrimientos reciente que, a pesar de todo, invitan a un cauto optimismo. Uno de los principales problemas es el establecimiento de un escenario plausible de las condiciones ambientales en las que se originó la vida. Hace ya más de 50 años que Stanley Miller (1930-2007) realizó un memorable experimento para su Tesis Doctoral en el que demostró que a partir de unos pocos compuestos inorgánicos (amoniaco, metano, agua e hidrógeno), que se supone eran los principales constituyentes de la Tierra primitiva, se sintetizaban espontáneamente toda una batería de moléculas orgánicas sencillas que forman parte de los seres vivos (usando la energía de descargas eléctricas que querían mimetizar tormentas eléctricas)<br /><br />(ver videos <a href="http://es.youtube.com/watch?v=1-FbUNO2UzA">http://es.youtube.com/watch?v=1-FbUNO2UzA</a><br /><a href="http://es.youtube.com/watch?v=C60P9-BXHJ0&feature=related">http://es.youtube.com/watch?v=C60P9-BXHJ0&feature=related</a><br />y <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Stanley_Miller">http://es.wikipedia.org/wiki/Stanley_Miller</a> ).<br /><br />Esos experimentos se han refinado con los años y de esta manera se ha conseguido la síntesis de multitud de biomoléculas. Sin embargo, el principal problema con el que se encuentran estas investigaciones radica en la poca eficiencia con la que se generan polímeros a partir de esas biomoléculas sencillas (técnicamente, monómeros), y cómo esto podría ocurrir dentro de un entorno cerrado por una membrana celular que limitaría la disponibilidad de los monómeros para la síntesis.<br /><br />Hay que recordar que tanto los ácidos nucleicos (incluyendo al RNA) como las proteínas son polímeros de nucleótidos o aminoácidos, respectivamente. En este sentido, experimentos publicados este verano por J. Szostak en Nature y en PNAS USA representan avances significativos en el campo de la polimerización. Estos investigadores de la Universidad de Harvard han desarrollado un modelo artificial llamado de protocélulas (una membrana de lípidos sencillos que envuelve a los polímeros).<br />Tras someterlas a condiciones ambientales de oscilación térmica como las que podrían encontrarse en un ambiente hidrotermal se consiguió no solo la polimerización de nucleótidos, sino la propia copia de moléculas de RNA. Y estas condiciones se han elegido así porque hay un escenario que empieza a ser considerado seriamente como el posible sitio en que se originó la vida. Me estoy refiriendo a las fumarolas de los volcanes subacuáticos. Estos son unos lugares extraordinarios en donde el agua filtrada por el fondo marino en las proximidades de los volcanes subacuaticos es propulsada de nuevo hacia fuera a presión en chorros de agua caliente (a más de 300 ºC), chorros que se enfrían bruscamente en contacto con las masas de agua oceánica. En este proceso se produce el depósito de minerales de azufre, hierro y otros materiales generando espectaculares chimeneas de paredes porosas.<br />Se ha sugerido que los poros del material que constituye las chimeneas podría constituir el armazón sobre el que se podrían ensamblar esas protocélulas capaces de acumular los polímeros de RNA, cuya síntesis podría estar favorecida por la composición mineral de sus paredes (catálisis) y por las oscilaciones en la temperatura del agua. Parece una paradoja que en este ambiente tan extremo y aparentemente inhóspito para los seres vivos actuales pudiera haber nacido la vida. Pero las apariencias engañan con frecuencia. De hecho, hoy en día hay múltiples organismos vivo esas fumarolas, desde bacterias primitivas, que quizá no hayan cambiado mucho desde los tiempos de LUCA, hasta crustáceos que han conseguido adaptarse a esas condiciones adversas y que se alimentan de las colonias de bacterias que crecen allí<br /><br />(ver videos <a href="http://es.youtube.com/watch?v=grdK1A2JrjI&feature=related">http://es.youtube.com/watch?v=grdK1A2JrjI&feature=related</a><br /><a href="http://es.youtube.com/watch?v=4LoiInUoRMQ&feature=related">http://es.youtube.com/watch?v=4LoiInUoRMQ&feature=related</a>).<br /><br />Sería fascinante encontrar en esos sitios formas de vida con una bioquímica aún más antigua que la que se atribuye a LUCA, aunque esto es realmente improbable puesto que seguramente serían menos eficientes y habrían sido desplazadas y extinguidas por las formas más modernas.<br /><br />Obviamente estos son pasos muy iniciales hacia ese objetivo mítico que es la síntesis de vida en laboratorio a partir de materiales inorgánicos. Hay que reconocer que, a pesar de haber transcurrido ya más de cincuenta años del experimento de Miller, el avance en comparación con otros campos de la Biología Molecular ha sido más bien modesto, lo que claramente es reflejo de la dificultad de la tarea. Pero si finalmente esto se consigue, estaríamos ante uno de los principales descubrimientos de la historia de la humanidad, quizá solo comparable con la confirmación experimental del Big-Bang en el acelerador de partículas, si es que se confirma, o con el descubrimiento de vida en otros lugares del Universo.<br /><br />Podéis leer más sobre este tema en un artículo que en general está bien documentado y creo que puede ser accesible a muchos lectores en <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Origen_de_la_vida">http://es.wikipedia.org/wiki/Origen_de_la_vida</a><br /><br /><br />Un saludo<br />F. Zafrawww.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-76639583284148662022008-09-25T19:18:00.005+02:002008-09-25T21:28:29.537+02:00CAPITULO 4. Adán y Eva vivieron en África, pero ¿se llegaron a conocer?En los capítulos anteriores he discutido sobre nuestro pasado como especie, a la luz de los datos aportados tanto por el registro fósil como por las secuencias de los genes de nuestra especie y las de otras especies vivas, desde el chimpancé hasta la más humilde de las levaduras.<br /><br />Estas evidencias indudablemente apoyan nuestro origen simiesco; y aunque todos nuestros antepasados homínidos se han extinguido, todavía conservamos un gran parentesco con los grandes monos, especialmente con el chimpancé. En este capítulo trataré sobre nuestro pasado más cercano, sobre nuestro origen como especie Homo sapiens, que creemos ocurrió en África hace unos 200.000 años.<br /><br />Este tiempo representa, en términos geológicos, un origen muy reciente. De nuevo esto creemos saberlo gracias a la información que conservamos en nuestros genes, con el apoyo de los datos proporcionados por los fósiles.<br /><br />Si comparáramos la secuencia de los cromosomas de varias personas de origen étnico diverso, podríamos deducir cuanto tiempo hace que esas personas tuvieron un antepasado común, y así retrotraernos en el tiempo.<br />Cuanto más diferentes sean los genes de dos personas, más tiempo hará que tuvieron un pariente compartido. Ya anticipé que las diferencias entre diferentes personas no eran mayores del 1 por mil del genoma (unos 300.000 nucleótidos).<br />No obstante, estas comparaciones entre genomas se complican porque durante la reproducción sexual los cromosomas paternos y maternos intercambian fragmentos, mezclando aleatoriamente sus contenidos (técnicamente, se recombinan).<br /><br />Aunque esto es esencial para introducir diversidad genética en la población, dificulta a los científicos el seguimiento de la genealogía de esas mutaciones que se han ido acumulando con el paso de las generaciones.<br />No obstante, los biólogos moleculares han encontrado unos pocos genes que no están sometidos a esa mezcla, y son precisamente esos los que se han usado para las comparaciones entre individuos y así tratar de averiguar nuestra genealogía como especie.<br />En este sentido, además de los genes residentes en los cromosomas, nuestras células contienen un puñado de genes (37 genes) en unos minicromosomas localizados dentro de unos orgánulos celulares llamados mitocondrias.<br /><br />Estos orgánulos son pequeñas factorías donde se produce la energía que necesitan las células y cada mitocondria posee unas pocas copias del minicromosoma. Su tamaño apenas si representa un 0,0005 % del de los cromosomas nucleares. A diferencia de estos, los mitocondriales se transmiten exclusivamente por vía materna y no están sometidos a recombinación: las mitocondrias que heredó el zigoto del que nos hemos desarrollado cada uno de nosotros fueron aportadas por el óvulo y nunca por el espermatozoide, que pierde sus mitocondrias en el momento de la fecundación.<br />Algo parecido le ocurre a gran parte de uno de los cromosomas nucleares, el cromosoma Y, pero este es puramente paterno: no tiene con quien recombinarse.<br /><br />Por último, ciertos fragmentos de los cromosomas normales también tienen una baja tasa de recombinación y se pueden usar en estos estudios. Al no sufrir mezclas, tanto el cromosoma mitocondrial como el cromosoma Y, o esos fragmentos de cromosomas nucleares que menciono, varían únicamente por mutación y constituyen un buen reloj biológico que podemos usar para rastrear nuestro linaje a lo largo de los siglos.<br />Cuanto más parecidos sean los minicromosomas mitocondriales de dos personas (o el cromosoma Y) más próximo tendrán ese antepasado común del que hablábamos más arriba. Naturalmente, los datos son procesados por potentes programas de alineamiento de secuencias de los que se derivan una especie de árboles genealógicos.<br /><br />¿Y que nos dicen los datos? Tras comparar las secuencias de muchas poblaciones humanas procedentes de todos los continentes, desde las remotas tribus de las selvas africanas o sudamericanas hasta el más aguerrido de los ejecutivos de Wall Street, se ha concluido de manera bastante segura que, como ya nos decían los libros sagrados, todos derivamos de una única mujer que residió en algún lugar de África hace unos 200.000 años.<br /><br />¡Los rasgos de esta “Eva mitocondrial” los llevamos todos en nuestras células!. Esto no se debe malinterpretar: no quiere decir que en aquellos tiempos sólo hubiera una mujer, sino que los descendientes femeninos de las demás mujeres se extinguieron.<br />Cabe la posibilidad de que el rastreo que se ha hecho no sea lo suficientemente amplio y algún día se encuentre un DNA mitocondrial de originario de otras Evas, aunque parece una posibilidad muy remota. Curiosamente, cuando analizamos los datos del cromosoma Y, también llegamos a un único padre ancestral (llamémoslo…. “Adán”) que, por supuesto, también vivió en África. Pero, ¡Ah, sorpresa!, Adán vivió más de 100.000 años después que Eva (hace entre 70.000 y 100.000 años).<br /><br />Esta discrepancia puede deberse a errores metodológicos de datación (poco probable) en los que no entraré, o puede tratarse de un desfase real que, a su vez, pude tener varias explicaciones técnicas. Por mencionar una sencilla, y que casa con datos publicados muy recientemente, aquellas poblaciones africanas eran bastante reducidas en su número de individuos y pudieron sufrir varias crisis que estuvieron a punto de extinguirlas. Una de las crisis debió ocurrir en tiempos de nuestra Eva mitocondrial, y otra posterior en tiempos de nuestro Adán, que filtró la población a unos pocos individuos que finalmente lograron progresar y extenderse por todo el mundo.<br />Puesto que no han pasado muchas generaciones desde ese último cuello de botella (calculando a 5 generaciones por siglo no llegaría ni a 5000 generaciones), los humanos actuales somos muy homogéneos genéticamente, a pesar de lo nos pueda parecer a simple vista.<br />De hecho, el concepto de raza no tiene ningún apoyo genético, sino que la especie humana hay que contemplarla como un continuo de variabilidad genética, que se ha ido adaptando a las condiciones ambientales de los sitios en los que se ha ido establecido a lo largo de los siglos.<br /><br />Puesto que las poblaciones más antiguas se establecieron en diferentes lugares de África, la variabilidad genética es mayor en este continente y va disminuyendo según nos alejamos de allí. La menor diversidad se da en los nativos americanos. Los datos aportados tanto por el cromosoma mitocondrial como por el Y apoyan el que todos los no-africanos descendemos de uno o dos de aquellos pequeños clanes de individuos que abandonaron África hace unos 60.000 años.<br /><br />A Europa llegaron hace unos 50.000 años y aquí encontraron con los hombres de Neandertal. Como ya expliqué en el capítulo 1, esta especie había evolucionado independientemente en Europa a partir de una especie de Homo que también había llegado de África, pero mucho antes, mientras que el H. sapiens estaba sufriendo las peripecias africanas que he comentado más arriba.<br /><br />Las glaciaciones, la competencia con los recién llegados H. sapiens (los cromañones), o alguna otra razón poco clara, acabo con los neandertales y nos dejó solos como especie.<br /><br />En resumen, los datos disponibles hoy en día apoyan fuertemente un origen africano y reciente de nuestra especie. Sin embargo, no está descartado que otras especies de Homo, que habían salido en migraciones anteriores de África y que ya se encontraban en Asia o en Europa a nuestra llegada, entre ellas los neandertales, no hayan contribuido a nuestro acervo genético.<br /><br />En este sentido, se trabaja en la secuenciación del genoma de los neandertales, aunque esta es una tarea compleja ya que son pocos los ejemplares cuyo DNA ha podido ser aislado, parte del mismo está alterado por el paso del tiempo y, además, se corre un fuerte riesgo de contaminación de esas muestras con DNA moderno.<br />No obstante, parece que el proyecto avanza con paso firme y el 8 de Agosto la revista Cell publicó la secuencia completa del DNA mitocondrial, y los autores han anticipado que en los próximos meses se publicara un primer borrador de la secuencia del genoma nuclear. Los datos preliminares, basados únicamente en ese DNA mitocondrial, indican que la hibridación con neandertales, en caso de existir, fue muy esporádica, pero como digo esta es una conclusión probablemente prematura.<br /><br />Os dejo con estos documentales que he encontrado en youtube sobre la búsqueda científica de Adán y Eva (Desgraciadamente están en inglés).<br /><br />Un saludo<br /><br />Estos links son a la primera de las varias partes en los que están troceados.<br />Las restantes se encuentran fácilmente con el buscador de youtube<br /><br /><a href="http://www.youtube.com/watch?v=y_nNNoT4Kbg&feature=related">http://www.youtube.com/watch?v=y_nNNoT4Kbg&feature=related</a><br /><br /><a href="http://www.youtube.com/watch?v=xGzUkgmpf6U&feature=related">http://www.youtube.com/watch?v=xGzUkgmpf6U&feature=related</a><br /><br /><div style="text-align: right;"><span style="font-style: italic;">Francisco Zafra</span><br /></div>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-39231492674585969692008-07-24T16:38:00.004+02:002008-12-09T07:31:33.848+01:00CAPITULO 3. ¿Somos realmente tan diferentes?En las dos entregas anteriores hemos visto cómo nuestro pasado como especie ha quedado escrito en los fósiles y en los genes. Cómo estos, siguiendo una serie de reglas impuestas por el desarrollo embrionario, han ido evolucionando durante millones de años, y cómo estas reglas empiezan a ser comprendidas mucho mejor tras la secuenciación de los genomas de diversas especies y los estudios sobre regulación de la expresión de cada uno de ellos. En este punto podemos preguntarnos por tanto, ¿somos los humanos realmente una especie novedosa, o han bastado unos pocos retoques sobre ese simio ancestral para hacernos humanos? ¿Cuáles de esos 23000 genes que poseemos<span style=""> </span>son los responsables de nuestra humanidad? ¿Cuáles son lo genes maestros que dirigen ese desarrollo sin par del cerebro y de la mente humana?. <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p> <p class="MsoNormal"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjNtYGqmoats3NB9FHWlCMVkvOaXqr6Gni4MyDNMEOmHLeKOCp_3BzPg8e_IQH6C4XbDIxfQQGqGiad-ipNE5i_ub5dUBwK77Aw4mWxnx5dUoKAqt8VGWLw6Uiyfbx_wE4Chj4aozln6Gk/s1600-h/1.jpg"><img style="margin: 0pt 10px 10px 0pt; float: left; cursor: pointer;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjNtYGqmoats3NB9FHWlCMVkvOaXqr6Gni4MyDNMEOmHLeKOCp_3BzPg8e_IQH6C4XbDIxfQQGqGiad-ipNE5i_ub5dUBwK77Aw4mWxnx5dUoKAqt8VGWLw6Uiyfbx_wE4Chj4aozln6Gk/s400/1.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5226605110605631730" border="0" /></a>Para empezar, los números son engañosos: dada la inmensidad del genoma <st1:citation st="on">(tres mil millones de nucleótidos)</st1:citation>, ese poco más del uno por ciento que nos diferencia del chimpancé supone ¡más de 30 millones de nucleótidos!. Hay además otras diferencias esenciales entre los dos genomas que no quedan de manifiesto en esa simple comparación numérica. Me refiero a una serie de <b style="">reordenamientos</b> de fragmentos grandes de cromosomas que han movido a muchos genes de unos cromosomas a otros. Por ejemplo, un determinado gen puede estar en el cromosoma 1 en el chimpancé y el equivalente humano lo encontramos en el 5. Esos saltos de DNA, que han ocurrido a lo largo de la evolución, han provocado que algunos fragmentos se hayan duplicado, otros se hayan perdido o que otros se hayan dado la vuelta. En esos grandes reordenamientos cromosómicos han jugado un papel clave los transposones, que mencioné brevemente en el capítulo 2: son fragmentos de DNA móviles y arrastran consigo a los genes que tienen junto a ellos. Este cambio en la vecindad y en el número de los genes puede afectar notablemente a la regulación de su expresión. Pensad en un ejemplo conocido por todos, la trisomía del par cromosómico 21, que produce el síndrome de Down: la posesión de tres copias del cromosoma 21, en lugar de las dos habituales, tiene profundos efecto en el fenotipo de la persona afectada. </p> <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p> <p class="MsoNormal"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgacqP5-XELDxlTTerNiX3R6UWyp0DQDtQX-PQlM9nAclfdHkRHHCcJDDGMdXrgxYcJFVfUwtVZY2J-duaD3NEYSX-47u49_KzCA7adb8JRZR-7EVhK5Z02-9IRoxdKuGQD9bzWumX5Jqc/s1600-h/2.jpg"><img style="margin: 0pt 10px 10px 0pt; float: left; cursor: pointer;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgacqP5-XELDxlTTerNiX3R6UWyp0DQDtQX-PQlM9nAclfdHkRHHCcJDDGMdXrgxYcJFVfUwtVZY2J-duaD3NEYSX-47u49_KzCA7adb8JRZR-7EVhK5Z02-9IRoxdKuGQD9bzWumX5Jqc/s400/2.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5226605111960102018" border="0" /></a>La <b style="">regulación de la expresión</b> de los genes es un punto crucial porque, aunque cada uno de los genes humanos tenga una secuencia muy parecida a la del chimpancé, puede que la cantidad en la que se expresan sea muy diferente, y esto afectaría a la función, quizá de manera dramática. Como se explicó en el anexo del capítulo 2, cada gen tiene unas marcas reguladoras que indican donde está su principio y su final. Esas marcas son reconocidas por proteínas reguladoras <st1:citation st="on">(llamadas <b style="">factores de transcripción</b>)</st1:citation> que deciden dónde, cuándo y cuánto se expresa ese gen. Es decir, funcionan como una especie de interruptores <st1:citation st="on">(o reostatos)</st1:citation> que controlan la expresión de cada gen. Con frecuencia, esos reguladores son compartidos por los genes que comparten una función, con lo que se asegura la regulación concertada de todos ellos. Teóricamente, el cambio en una o en unas pocas de esas proteínas reguladoras podría ser suficiente, por ejemplo, para disparar de manera coordinada el aumento en el tamaño del cerebro y todos los cambios asociados, como son el necesario aumento del tamaño del cráneo y otros cambios en la morfología de la cabeza y la cara, o los cambios en el balance del metabolismo <st1:citation st="on">(necesitamos más energía para un cerebro grande)</st1:citation>. Un ejemplo clarísimo, y experimentalmente comprobado, de este tipo de genes lo tenemos en el desarrollo del ojo de la mosca: cuando la mosca se manipulaba para quitarle única y exclusivamente el gen regulador llamado Pax6, no desarrollaba los ojos pero, más importante aún, cuando el gen Pax6 se expresaba en el territorio destinado a generar un ala o una pata, estas estructuras no se llegaban a desarrollar y en su lugar aparecía ¡un ojo completo!. Y esto es así porque los genes reguladores actúan como genes maestros que controlan y coordinan la expresión de todo el grupo <st1:citation st="on">(un módulo)</st1:citation> de genes necesarios para fabricar una estructura completa. Es frecuente que un regulador controle a otro<st1:citation st="on">(s)</st1:citation> regulador<st1:citation st="on">(es)</st1:citation> y así sucesivamente, dando lugar a esas <b style="">redes modulares de genes, reguladas y coordinadas de una manera jerárquica</b>, como había apuntado en el capítulo 2. </p> <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p> <p class="MsoNormal"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiyPo6WH0K9ER1LPkgjnf-gifiJwiInQHnIPwn9OgWvy0jfEnmAWk8n3IkAVTvgkWi8gvWEtJEP0mR_aQQ6JoEZGgH4tFRsGYRasxvOIuNUAfm97r7fSUq3t2cKUL4dof0_aYlZLgh0N8o/s1600-h/3.jpg"><img style="margin: 0pt 10px 10px 0pt; float: left; cursor: pointer;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiyPo6WH0K9ER1LPkgjnf-gifiJwiInQHnIPwn9OgWvy0jfEnmAWk8n3IkAVTvgkWi8gvWEtJEP0mR_aQQ6JoEZGgH4tFRsGYRasxvOIuNUAfm97r7fSUq3t2cKUL4dof0_aYlZLgh0N8o/s400/3.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5226609796051496994" border="0" /></a>Por tanto, aquí tenemos un punto clave en donde los biólogos moleculares tenemos que buscar esos genes que nos hacen humanos: los factores de transcripción. Tenemos unos 2600 en nuestro genoma. En esa tarea nos puede ayudar el estudio de algunas <b style="">enfermedades genéticas</b> que afectan a cualidades genuinamente humanas y que, de hecho, frecuentemente afectan a dichos factores de transcripción. Por ejemplo, se han identificado genes cuya mutación afecta al lenguaje, produciendo afasia. Hay otros genes que cuando mutan producen microcefalia, es decir, una disminución del tamaño del cerebro. Otras mutaciones afectan a ciertas actividades mentales. De alguna forma estas alteraciones son un paso atrás en la evolución. Por tanto, aparte de los beneficios que para el tratamiento de estos enfermos se puedan obtener con el conocimiento de dichos genes, también obtendremos información sobre cómo han evolucionado las funciones cerebrales que controlan. Pero esta fuente de conocimiento es más bien limitada <st1:citation st="on">(son enfermedades raras)</st1:citation> y, por ello, como primera aproximación, hay que recurrir a los modelos experimentales animales. En estos modelos podremos comprender qué hace tal o cual gen, para después estudiar en el linaje humano aquellos que se juzgue de interés. En este sentido, el modelo más próximo y manejable desde un punto de vista genético es el ratón, con iniciativas tan importantes como el proyecto americano de generar ratones mutantes en cada uno de sus genes. En una primera fase se van a producir 8500 líneas de ratón mutadas en otros tantos genes (<a href="http://www.genome.gov/17515708">http://www.genome.gov/17515708</a>). <span style=""> </span></p> <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p> <p class="MsoNormal">Muchos, entre los que me encuentro, somos de la opinión de que serán relativamente pocos los genes<span style=""> </span>implicados en la evolución de nuestras capacidades a partir de aquel mono de la selva africana, básicamente porque, como describo en esta serie de entregas, el armazón del edificio que constituye las células y las interacciones entre sus componentes es de una complejidad tal que alteraciones muy profundas difícilmente lo mejorarían. De todas maneras, dado nuestro actual desconocimiento de los mecanismos reguladores y la inmensidad de las redes que relacionan a unos genes con otros, en este momento podríamos decir que estamos en la infancia de nuestro conocimiento y es de esperar un pronto despegue a partir de los datos derivados del proyecto genoma. En este punto hay que reseñar que el avance de estos conocimientos requiere ineludiblemente del desarrollo de nuevas herramientas matemáticas e informáticas que nos integren esa ingente cantidad de datos que se están generando. Nuestras neuronas no están preparadas para ello, pero por algo hemos inventado los ordenadores. </p> <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p> <p class="MsoNormal">Como se desprende de esta discusión, la biología y la neurociencia de principios de este siglo XXI tienen planteados una serie de enormes retos no solo de importancia científica sino de relevancia para la vida humana. Uno de ellos, quizá el más importante, es el problema de la <b style="">génesis de la mente humana</b>. En primer lugar, cómo la actividad química y eléctrica de las neuronas se transforma en percepciones, sentimientos, ideas, argumentos críticos, emociones estéticas, valores éticos o creencias religiosas. En segundo lugar, y como discuto en este blog, qué transformaciones evolutivas experimentaron los cerebros de nuestros ancestros homínidos para que hayan podido surgir las capacidades de nuestra mente. Estoy convencido de que al igual que el siglo XX fue el siglo de la física, el XXI lo será de la biología y nos traerá respuestas nítidas a estas incertidumbres, por más que hoy en día apenas podamos atisbarlas. <b style="">Creo que a nadie escapará el que la clarificación de estos procesos tendrá profundos efectos no sólo sobre nuestro bienestar material sino también sobre nuestros sistemas de valores y creencias.</b> </p> <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p> <p class="MsoNormal">Saludos desde el Centro de Biología Molecular. En Septiembre, más.</p>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-54019791319832058922008-07-11T13:28:00.002+02:002008-07-11T13:32:58.986+02:00CAPITULO 2. Nuestro pasado está escrito en los genes<p class="MsoNormal"><br /></p><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">En el primer capítulo os hacía un breve bosquejo de la evolución de nuestra especie basado principalmente en el registro fósil, con excepción del último párrafo, que también se apoyaba en otra poderosa herramienta: <b style="">la genética molecular</b>. Nuestros cromosomas contienen información que hemos heredado a través de una cadena ininterrumpida que se extiende a lo largo de millones y millones de años y que, si sabemos leerla, nos puede revelar quienes fueron nuestros antepasados más remotos y qué relaciones evolutivas tenemos con todos los organismos vivientes. También podemos especular y quizá diseñar experimentos acerca de cómo hemos evolucionado. La evolución ciertamente ha dejado huellas en los genes de todos los seres vivos, huellas que ahora podemos empezar a seguir. Sobre esto discutiré en esta y en las próximas entregas. <i style="">Para no interrumpir el relato, al final he añadido un anexo para los que estén menos versados en los mecanismos de almacenamiento y expresión de la información genética así como de la nomenclatura básica.<o:p></o:p></i></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">En los últimos cinco años se han ido completando las tareas de secuenciación de los cromosomas de varias especies, incluida la especie humana. Los datos genéticos obtenidos de esta manera <st1:citation st="on">(la secuencia de los genes)</st1:citation> son incontrovertibles, y a veces sorprendentes: tenemos 23000 genes <st1:citation st="on">(muchos menos de los que pensábamos hace cinco años)</st1:citation>, que ocupan<b style=""> sólo un 2% </b>de los cromosomas. Cada gen tiene unas <b style="">regiones reguladoras</b>, con límites poco definidos, pero que no parecen representar más de un 3 a un 5% del total de la extensión de los cromosomas. Por tanto, una primera pregunta que nos podemos hacer es ¿Para qué sirve el 90-95% restante?. La verdad es que no lo sabemos con certeza, aunque tenemos algunas ideas al respecto. Sorprende que frente a esas cifras ridículas de información “útil”,<span style=""> </span>el 50 % de los cromosomas está constituido por secuencias cortas y sin información aparente que se repiten una y otra vez hasta la saciedad (algunas secuencias están repetidas cientos de miles de veces). Estas secuencias repetitivas no tienen una utilidad clara y que en gran medida derivan de fragmentos de retrovirus varios <st1:citation st="on">(el virus del SIDA sin ir más lejos es un retrovirus)</st1:citation> y de trozos de DNA<span style=""> </span>móviles llamados transposones. ¡Parece que estos virus y transposones han pasado millones de años multiplicándose alegremente y escondiéndose en nuestro DNA!.<br />Pero a pesar de que esos datos no pueden ser discutidos, la interpretación de su significado sí: la polémica no es patrimonio de los paleontólogos (ver capítulo 1). </p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">De la comparación de secuencias de los genomas de diferentes especies es evidente que el ser humano evolucionó a partir de un simio. No en vano, cuando comparamos la secuencia del genoma humano con la del chimpancé observamos una diferencia de sólo el 1% de los nucleótidos, mientras que si comparamos los genomas de dos humanos entre si, la diferencia es, como mucho, del 1 por mil. Por tanto, aquí podemos hacernos otras preguntas: ¿Cuáles de los genes incluidos en ese 1% diferencial nos hacen humanos?, y no menos importante, ¿Por qué mecanismos evolutivos hemos ido cambiando en estos 6-8 millones de años para convertirnos en humanos?. Podemos adelantar, que frente a la evidencia de nuestra semejanza con el chimpancé y con otros grandes simios, todavía no tenemos una idea clara de los mecanismos de la evolución. Y no sólo se escapa el mecanismo de la evolución humana, sino el de la vida en general. <span style=""> </span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">De acuerdo con la visión darviniana <st1:citation st="on">(neodarviniana en realidad)</st1:citation>, en la que hemos sido educados, el motor de la evolución son las alteraciones aleatorias <st1:citation st="on">(mutaciones)</st1:citation> que se producen durante la transmisión de la información genética de generación a generación, así como la mezcla del contenido de los cromosomas durante la reproducción sexual, generando <b style="">diversidad genética en la población</b>. Sobre esta diversidad actuaría la <b style="">selección natural</b>, un proceso en el que los individuos de esa población mejor adaptados a las condiciones ambientales compiten con ventaja y tienen más posibilidades de transmitir sus genes a las siguientes generaciones. Los menos adaptados son, por tanto, eliminados. Sin embargo, cuanto más vamos conociendo acerca de cómo están organizados los genomas, como se expresan los genes, como interaccionan sus productos, las proteínas, entre sí para dar finalmente los fenotipos complejos, más difícil es sostener esa visión estrictamente darviniana. La realidad es que una buena parte de los rasgos fenotípicos dependen de la interacción entre muchos genes, con una organización, digamos, “modular” y jerárquica.<br /></p><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Además, estos módulos de genes interaccionan con, y son modificados por, el medio ambiente <st1:citation st="on">(entendiendo por medio ambiente no solo el nicho ecológico, sino también las interacciones entre células, los efectos hormonales, etc.)</st1:citation>. En vista de esta complejidad, resulta difícil aceptar que sea el azar puro y duro el motor que empuje el proceso evolutivo para dar seres mejorados (o mejor dicho, mejor adaptados). Esto es especialmente así para la aparición de estructuras anatómicamente novedosas que implican muchos cambios morfológicos interrelacionados <st1:citation st="on">(pensemos por ejemplo en las alas de las aves o las de los murciélagos y su adaptación al vuelo, o la adaptación al bipedismo de los humanos)</st1:citation>. Y esta crítica al llamado neodarvinismo <st1:citation st="on">(o “síntesis evolutiva moderna”)</st1:citation> y al papel que el azar pueda tener no supone en absoluto un apoyo a esas legiones de “creacionistas” y partidarios del “diseño inteligente” que inundan internet <st1:citation st="on">(el 40% de los americanos no creen en la evolución)</st1:citation> con críticas absurdas y totalmente acientíficas contra el hecho probado de la evolución.<br /></p><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Al contrario, lo que pretende esta visión crítica es la integración de los nuevos conocimientos asociados a la genómica moderna y otros conocimientos en los mecanismos evolutivos. En este sentido, quizá los aspectos más importantes a incorporar, y que básicamente no eran considerados por los neodarwinistas, son los conocimientos sobre regulación de la expresión de los genes, sobre<span style=""> </span>la arquitectura y dinámica de los cromosomas y sobre el desarrollo embrionario.<br /></p><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Todo esto se ha ido sustanciado desde los años 90 en una nueva aproximación al estudio de la evolución, y que actualmente se denomina de manera informal como <b style="">Evo-Devo</b> <st1:citation st="on">(del inglés <b style="">Evo</b>lutionary <b style="">Dev</b>el<b style="">o</b>pmental Biology, es decir, biología evolutiva del desarrollo)</st1:citation>. <span style=""> </span>En palabras del malogrado biólogo español <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Pere_Alberch" title="Pere Alberch"><span style="text-decoration: none;color:#000000;" >Pere Alberch</span></a>: "la selección decide quienes son los vencedores del juego, pero es el desarrollo embrionario el que decide, de forma no aleatoria, quienes son los jugadores".<sup><a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Constricci%C3%B3n_%28biolog%C3%ADa%29#cite_note-4#cite_note-4" title=""><span class="corchete-llamada1"><span style="text-decoration: none;">[</span></span></a></sup><br /></p><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Con esta aproximación, queda patente que la evolución no va dando saltos aleatorios o caóticos, sino que el desarrollo embrionario impone unas restricciones a lo que puede hacerse y a lo que no. Por poner un ejemplo ilustrativo, todos habréis visto en la televisión esas serpientes o esas ovejas con dos cabezas. Pero ¿por qué no tienen tres, no sería igual de probable?. La respuesta es no. Sin entrar en detalles, hay una serie de reglas físicas, mecánicas y genéticas durante el desarrollo del embrión que no se pueden violar. Además, para que la evolución pueda inventarse algo nuevo, la función anterior tiene que quedar suficientemente cubierta, y por esto un mecanismo evolutivo muy frecuente, especialmente para cambios morfológicos de calado, es la <b style="">duplicación de los genes</b>.<br /></p><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Cuando un fragmento de cromosoma se duplica, se asegura que una de las copias continuará con la función anterior, en tanto en cuanto siga siendo necesaria, mientras que la otra copia puede mutar hasta el punto desligarse de la antigua función e incorporarse a otra nueva. Estudiando los genomas de especies muy, muy alejadas de nosotros (el anfioxus, las esponjas, los gusanos, las moscas, etc), se sabe que hace 550 millones de años aquel ancestro nuestro duplicó todo su genoma <st1:citation st="on">(además 2 veces)</st1:citation>. Después hubo otra duplicación de todos los cromosomas en la rama de los peces teleósteos <st1:citation st="on">(esto ya no nos ha afectado porque los peces no están en nuestra línea evolutiva)</st1:citation></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">En resumen, podemos ver cómo la comparación de los genomas de las especies vivientes nos dice como fueron esos antepasados extintos y empieza a iluminar de dónde ha sacado cada especie su morfología y fisiología características. Muy importante: necesitamos de los fósiles y de los métodos de datación para saber a que velocidad han ocurrido todos estos cambios evolutivos. En el próximo capítulo trataré de contestar a las preguntas que he planteado más arriba en relación a nuestra evolución a partir de un gran simio ancestral.</p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><b style=""><o:p> </o:p></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><b style="">Anexo<o:p></o:p></b></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Como se sabe desde los años 50, la información genética reside en el orden en que se disponen 4 compuestos químicos llamados nucleótidos que se unen formando una larguísima cadena de<b style=""> DNA</b>. Una cadena de DNA está formada por dos hebras enrolladas en forma de hélice <st1:citation st="on">(técnicamente, cada hebra es un polímero y el orden de los nucleótidos en la hebra es la secuencia)</st1:citation>. Ya que los nombres de los nucleótidos son más bien complicados se abrevian como <b style="">A, G, C y T</b>.<br /></p><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Es algo parecido a la información contenida en este texto: la información reside en el orden de las 28 letras del abecedario que forman palabras de longitud variable. La cadena de nucleótidos que tenemos en cada una de nuestras células es muy larga: más de tres mil millones de nucleótidos <st1:citation st="on">(3,2x10<sup>9</sup>)</st1:citation> repartidos en 24 fragmentos, los cromosomas <st1:citation st="on">(contando al cromosoma Y)</st1:citation>. Además la tenemos repetida dos veces ya que tenemos dos copias de cada cromosoma. En esa inmensa cadena se encuentran los aproximadamente 23.000 genes que poseemos <st1:citation st="on">(prácticamente los mismos que tiene un ratón)</st1:citation>. En los últimos cinco años se ha completado la secuenciación del genoma humano y la de varias especies más. Esta información está disponible en varios sitios de internet. Si queréis curiosear, este es uno de los más usados: <a href="http://www.ensembl.org/">www.ensembl.org</a>, o esta otra <a href="http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/home.shtml">http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/home.shtml</a></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Cada gen tiene unas marcas que indica dónde empieza y otras que indican el final, y no todos ellos se manifiestan <st1:citation st="on">(técnicamente, <b style="">se expresan o se transcriben</b>)</st1:citation> a la vez en todas las células. Hay una maquinaria formada por diversas proteínas <st1:citation st="on">(<b style="">factores de transcripción</b>)</st1:citation> que “<b style="">regula</b>” el que un gen se exprese o no en función de las necesidades del organismo. Esta maquinaria permite que la información contenida entre las marcas de inicio y de final que tiene cada gen se copie en forma de una molécula de<b style=""> RNA</b>, también un polímero de nucleótidos, aunque de una sola hebra.<br /></p><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Es decir, el DNA funciona como un molde guardado a buen recaudo en los cromosomas y, cuando se necesita, se produce una copia de trabajo en forma de un polímero más corto de RNA. El RNA es leído <st1:citation st="on">(técnicamente, <b style="">traducido</b>)</st1:citation> por unas pequeñas máquinas moleculares llamadas ribosomas y el resultado es una <b style="">proteína</b> que es la que realizará finalmente la función que estaba codificada en el gen del que deriva. La traducción sigue unas pautas recogidas en el “<b style="">código genético</b>”: cada tres nucleótidos del RNA maduro <st1:citation st="on">(llamados técnicamente codones o tripletes)</st1:citation> son interpretados como un aminoácido. Continuando con la analogía del abecedario, las palabras escritas en el RNA son todas de tres letras.<br /></p><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">De esta forma, la información contenida en el gen termina convertida en una cadena de aminoácidos, es decir, en una proteína. Cada proteína está especializada en realizar un trabajo en la célula, y de su interacción y funcionamiento cooperativo surge la actividad vital.</p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Mas información en: <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Genoma_humano">http://es.wikipedia.org/wiki/Genoma_humano</a></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><a href="http://www.genome.gov/19519278">http://www.genome.gov/19519278</a></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Algunos vídeos sobre el anexo</p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">La transcripción con subtítulos</p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><a href="http://www.youtube.com/watch?v=qOA25GbUkdA">http://www.youtube.com/watch?v=qOA25GbUkdA</a></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">La traducción en español</p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><a href="http://www.youtube.com/watch?v=jRsFTQEkam0&feature=related">http://www.youtube.com/watch?v=jRsFTQEkam0&feature=related</a></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Resumen global</p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><a href="http://www.youtube.com/watch?v=5-yscvik8Qg">http://www.youtube.com/watch?v=5-yscvik8Qg</a></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Por cierto, siento que los vídeos de la BBC que puse en el capítulo 1 hayan sido retirados de youtube, pero es lógico ya que el que los había colgado vulneró los derechos de autor. </p>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-56459797314519170772008-06-14T15:21:00.004+02:002008-07-11T13:27:57.276+02:00CAPITULO I. Nuestro pasado está escrito en las piedras<p class="MsoNormal">Estimados amigos, en las próximas entregas de mi blog he decidido escribir sobre avances recientes en la comprensión de la evolución de los seres humanos. La verdad también lo escribo para que lo lean y les sirva de punto de partida a mis alumnos neófitos de segundo curso de <span style="font-weight: bold;">Biología</span> en la <span style="font-weight: bold;">Universidad Autónoma de Madrid</span>, intentando adaptarme al nuevo espíritu que queremos <st1:citation st="on">(y tenemos)</st1:citation> que implantar en nuestra Universidad: menos apuntes y más trabajo personal del alumno. Espero que no se me vaya la mano en cuanto a complejidad y podáis sacar algo de provecho de esta información.</p> <p class="MsoNormal"><span style=""> </span></p> <p class="MsoNormal"><b style="">CAPITULO 1. Nuestro pasado está escrito en las piedras.<o:p></o:p></b></p> <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p> <p class="MsoNormal">Nuestro compañero <span style="font-weight: bold;">Iñaki Fernández Arriaga</span> nos presenta en su blog la historia de la vida sobre la Tierra miniaturizada a un año hipotético, haciendo uso del calendario cósmico de Carl Sagan. Me voy a permitir pisarle, aunque solo sea un poco, las últimas horas del día 31 de diciembre de ese año hipotético ya que esas son las que corresponderían a la evolución de los seres humanos.</p> <p class="MsoNormal">No es frecuente en biología que una determinada especie sea muy diferente a las que, junto con ella, forman un cierto grupo biológico. Lo normal es una continuidad de rasgos morfológicos entre las diversas especies de esa familia. Pensemos por ejemplo en los felinos en donde podemos apreciar una gradación de morfologías que van desde un gato hasta un león pasando, entre otros, por ocelotes, linces, pumas, leopardos o tigres.<br /></p><p class="MsoNormal">Sin embargo, los seres humanos somos radicalmente diferentes, o al menos eso creemos,<span style=""> </span>a nuestros parientes más próximos, que son, por este orden, los chimpancés, los gorilas y los orangutanes. La especie humana es el único mamífero bípedo, el único que habla <st1:citation st="on">(a veces sabiendo lo que dice)</st1:citation>, el único que diseña herramientas, que entierra a sus muertos o que tiene creencias religiosas <st1:citation st="on">(¡o no!)</st1:citation>.<br /></p><p class="MsoNormal">El caminar sobre dos piernas no es especialmente extraordinario: hay mamíferos que vuelan y otros que nadan. No obstante, al liberarse las manos de la tarea de la locomoción estas pudieron dedicarse a otros menesteres lo que, a la postre, contribuyó el desarrollo de las funciones cerebrales. De hecho, todas las otras características que he mencionado como genuinamente humanas se deben al colosal desarrollo de un órgano, <b style="">el cerebro</b>.</p> <p class="MsoNormal">Por tanto, para poder comprender la génesis de nuestra “humanidad” deberíamos entender cómo ha evolucionado el cerebro. Puesto que este proceso has ocurrido a lo largo de millones de años, nuestro conocimiento es más bien fraccionario, y está basado en gran medida en el registro fósil.<br /></p><p class="MsoNormal">Desafortunadamente, los datos paleontológicos están a menudo sujetos a interpretaciones más o menos acertadas, en función de la disponibilidad y conservación de los ejemplares <st1:citation st="on">(o de los intereses de los descubridores; ¡aunque esto no es exclusivo de los paleontólogos!)</st1:citation>. Por tanto, no es de sorprender que las interpretaciones más generalmente aceptadas acerca de la ubicación de un determinado fósil en los árboles filogenéticos siempre tengan sus correspondientes detractores (los árboles filogenéticos relacionan a la especies en función de su parentesco evolutivo, igual que un árbol genealógico nos relaciona con nuestros parientes vivos o no).<br /></p><p class="MsoNormal">Como no soy experto en este tipo de controversias, os describo brevemente la teoría quizá más ampliamente aceptada acerca de nuestro origen como especie, según se desprende del registro fósil, centrándome especialmente en el tamaño del cerebro <st1:citation st="on">(sobre la inteligencia ya es más difícil opinar puesto que no fosiliza)</st1:citation>.<br /></p><p class="MsoNormal">Hace unos 6 ó 7 millones de años <st1:citation st="on">(Ma)</st1:citation>, en algún lugar de África, una serie de pequeños grupos de grandes monos abandonó la selva tropical en la que vivían y comenzaron su adaptación a un ecosistema con menos árboles, un bosque más abierto <st1:citation st="on">(o mejor dicho, la selva los abandonó a ellos por un cambio climático)</st1:citation>.<br /></p><p class="MsoNormal">Esta especie fue el <i style="">Ardipithecus ramidus</i>, que todavía debía pasar bastante tiempo subido a los árboles. En este nuevo nicho ecológico comenzaron a hacerse bípedos <st1:citation st="on">(quizá para poder otear mejor el horizonte en busca de presas o depredadores, moverse más eficazmente entre los arbustos y andar largas distancias)</st1:citation> y su cerebro empezó a crecer.<br /></p><p class="MsoNormal">Los que se quedaron en la selva experimentaron menos cambios morfológicos y andando el tiempo dieron lugar a las dos especies de chimpancés que existen actualmente y cuyo cerebro, de unos 400 cc, es similar al de aquellos antepasados. Con el tiempo, los monos semi-bípedos de largos brazos de los bosques abiertos se convirtieron en una especie diferente, los Australopitecos <st1:citation st="on">(en realidad fueron varias las especies de australopitecos, pero no entraremos en detalles)</st1:citation>.<br />El cerebro de estos homínidos había crecido modestamente hasta los 500 cc y eran plenamente bípedos.<br /></p><p class="MsoNormal">Hace unos 2,3 Ma ya se detecta una nueva especie con características más humanas, y por eso se denomina <i style="">Homo habilis</i> <st1:citation st="on">(el mismo género <i style="">Homo</i> que nosotros)</st1:citation>. El cerebro seguía creciendo y se aproximaba a los 650 cc y su hábitat era ya la sabana africana.<br /></p><p class="MsoNormal">Le siguieron otras especies de <i style="">Homo</i>: el <i style="">Homo erectus</i> y el <i style="">Homo ergaster</i>, con cerebros que llegaban a los 850 ó 1.000 cc. El mantenimiento de estos cerebros tan grandes requería mucha energía <st1:citation st="on">(nuestro cerebro consume el 20 % de la energía aunque solo representa el 2% de nuestro peso)</st1:citation> y por tanto se favoreció un cambio en la dieta que dejó de ser básicamente vegetariana y se empezó a complementar con carne y grasa.<br /></p><p class="MsoNormal">Este cerebro ya les confería ciertas habilidades mentales. Así, el <i style="">Homo habilis</i> fue capaz de fabricar toscas herramientas <st1:citation st="on">(piedras cortantes)</st1:citation> que utilizaban para desgarrar la carne <st1:citation st="on">(en general carroña)</st1:citation> y que se llevaban consigo tras su utilización <st1:citation st="on">(signo de planificación del futuro)</st1:citation>. Los chimpancés, por ejemplo, usan los palos y piedras que encuentran en el momento en que los necesitan y después los abandonan. Su descendiente, el <i style="">Homo ergaster,</i> ya fabricaba herramientas más elaboradas y también cazaba siguiendo una estrategia de coordinación con otros individuos del clan, con los que se interaccionaban gracias al desarrollo de un sistema de comunicación eficiente: el lenguaje.<br /></p><p class="MsoNormal">Hace unos 2 Ma los primeros homínidos empezaron a salir de África por el Sinaí o por la península Arábiga, y comenzaron la primera expansión por Asia y por Europa. Sin embargo, tarde o temprano todos ellos acabaron por extinguirse. Los que habían llegado a Europa, debido al aislamiento geográfico, acabaron evolucionando hacia una especie nueva, el <i style="">Homo neanderthalensis</i> o Neandertales. Pero finalmente ellos también se extinguieron hace unos 30.000 años, a pesar de contar probablemente con una inteligencia notable y un cerebro de hasta 1.500 cc, incluso mayor que el nuestro <st1:citation st="on">(que es de unos 1.300-1.400 cc)</st1:citation>.<br /></p><p class="MsoNormal">Esa es la razón del salto morfológico entre el chimpancé y el hombre: todas las especies intermedias se han extinguido. Nuestra especie, el <i style="">Homo sapiens,</i> estaba evolucionando en paralelo al Neandertal en algún lugar de África oriental a partir del <i style="">Homo ergaster</i> o de algún derivado de este.<br /></p><p class="MsoNormal">Como explicaré con más detalle en un próximo capítulo todos los seres humanos existentes hoy parecemos derivar de un pequeño grupo de esta rama africana que vivió hace 160.000-200.000 años y que también estuvo a punto de extinguirse hace unos 75.000 años.<br /></p><p style="text-align: center;" class="MsoNormal">CONTINUARÁ. <i style=""><br /></i></p><br /><div style="text-align: right;"><span style="font-style: italic;">Francisco Zafra Gómez</span><br /></div>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-58896228157719788352008-05-15T21:42:00.006+02:002008-05-15T22:04:30.181+02:00La unión hace la fuerza<p style="font-style: italic; text-align: justify;" class="MsoNormal">En esta ocasión, mi colaboración no estará dedicada exactamente a mi especialidad, la neurobiología, sino a una afición que recuerdo desde que era niño y que aún conservo: la observación de las hormigas. No tengo duda de que aquellas correrías de mi niñez y primera adolescencia siguiendo a las hormigas o analizando la estructura de los nidos constituyeron el embrión de lo que después sería mi dedicación profesional a la biología.<span style=""> </span>Y de hecho, ahora como neurobiólogo, me siguen resultando fascinantes diversos aspectos de su comportamiento y sus mecanismos de comunicación que son la base de la organización social de estos peculiares insectos. De cualquier forma, escribo lo que sigue como aficionado, y si algún entomólogo profesional lee esto, le ruego indulgencia ante los errores o las generalizaciones que pueda contener.</p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Es precisamente esta organización social la que está en la base del increíble éxito evolutivo de las hormigas <st1:citation st="on">(se conocen más de 11000 especies)</st1:citation> que las han llevado a colonizar casi todos los hábitats terrestres. Nuestros cuentos y fábulas han querido ver en el comportamiento de las hormigas virtudes “quasi humanas” tales como la laboriosidad, el altruismo o la previsión del futuro. Sin embargo, no conviene que nos dejemos engañar por nuestra visión antropocéntrica del mundo: estas virtudes no derivan de su especial inteligencia sino que son <u>patrones de comportamiento automáticos, residentes en sus genes, transmitidos a sus neuronas, y seleccionados durante más de 150 millones de años de evolución</u>. Una hormiga individual, como cualquier insecto, tiene poca inteligencia, tan sólo unas 250.000 neuronas y, por supuesto, no planifica el futuro ni acarrea alimentos al hormiguero por lo que pueda pasar varios meses después –aunque la reina puede vivir muchos años, una hormiga obrera no suele vivir más de dos meses-. Tampoco “piensa” dónde tiene que hacer una nueva cámara para el nido, lo mismo que una abeja no “sabe” por qué hace celdillas hexagonales. Y sin embargo consiguen construcciones que parecen diseñadas por un arquitecto. En cierta forma, la situación es semejante a la del desarrollo embrionario de cualquier ser vivo, incluidos los humanos: los genes se van activando de manera secuencial y autoorganizada para, al final, dar estructuras complejas, con cada parte de nuestro cuerpo localizada en donde tiene que estar, y con la forma y tamaño correctos. No hay una inteligencia que dirija el proceso, sino que las células se comunican entre sí, se van dando señales que actúan sobre los genes de las células vecinas, que responden en consecuencia y que determinan el avance del proceso, y su detención cuando el organismo está completo. </p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Volviendo a las hormigas, es precisamente de la interacción entre los individuos de la que surgen esos patrones de comportamiento colectivo complejos, no supervisados por ninguna inteligencia superior, y que han venido a denominarse “inteligencia del enjambre” (el nombre deriva de los estudios en abejas, pero es igualmente aplicable a las hormigas). Estos patrones autoorganizados son enormemente flexibles y presentan gran fortaleza, ya que el grupo puede adaptarse rápidamente a los cambios del entorno, y cuando un individuo falla, el grupo aún puede realizar sus tareas. El estudio de estos patrones de comportamiento ha sido utilizado por los matemáticos como modelo para elaborar los llamados algoritmos de las hormigas, que están siendo usados para solucionar problemas de logística tales como la planificación de rutas de transporte terrestre (el clásico problema del vendedor ambulante), de transporte aéreo, o de tráfico de telecomunicaciones. (Podéis ver multitud de documentos sobre el tema en internet, como por ejemplo este <a href="http://www.swarm-bots.org/index.php?main=1">proyecto sobre minirobots</a>).<br /><br /></p><div style="text-align: center;"><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-07625407271681324 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/xQERRbU23bU&hl=es"></a><object height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/xQERRbU23bU&hl=es"><param name="wmode" value="transparent"><embed src="http://www.youtube.com/v/xQERRbU23bU&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object><br />video nº 1<br /><br /><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-07625407271681324 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/7a1sP-9BUfA&hl=es"></a><object height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/7a1sP-9BUfA&hl=es"><param name="wmode" value="transparent"><embed src="http://www.youtube.com/v/7a1sP-9BUfA&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object><br />video nº 2<br /><br /><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-07625407271681324 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/GtRNBHM3DR0&hl=es"></a><object height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/GtRNBHM3DR0&hl=es"><param name="wmode" value="transparent"><embed src="http://www.youtube.com/v/GtRNBHM3DR0&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object><br />video nº 3<br /></div><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Por tanto, de esta cooperación de individuos “poco inteligentes” surgen creaciones tan complejas como la maravilla de hormiguero que podemos ver hacia el final del vídeo 1 <st1:citation st="on">(aunque está en inglés, vale la pena verlo)</st1:citation>. Corresponde a hormigas agricultoras, que crían hongos en algunas de las cámaras, mientras que en otras depositan la basura. Debido a la diferente temperatura entre las cámaras <st1:citation st="on">(las de detritus están más calientes)</st1:citation> se establecen corrientes de aire que permiten la salida del CO<sub>2</sub> del hormiguero y la entrada de aire fresco desde el exterior: un auténtico sistema de aire acondicionado. En el vídeo 2 podéis ver otro ejemplo maravilloso de construcción, aunque en este caso no por hormigas sino por sus parientes lejanos las termitas. De hecho incluye una cruenta batalla entre termitas y hormigas. En el vídeo 3 podéis ver como fabrican un hormiguero <st1:citation st="on">(acelerado 900x)</st1:citation>. En los vídeos 4-6 podéis ver la eficiencia con la que realizan diversas tareas o el altruismo de unos individuos haciendo de puente <st1:citation st="on">(vídeos 7 y 8)</st1:citation>.</p><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-07625407271681324 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/t0fB4vYK5AE&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-07625407271681324 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/t0fB4vYK5AE&hl=es"></a><object height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/t0fB4vYK5AE&hl=es"><param name="wmode" value="transparent"><embed src="http://www.youtube.com/v/t0fB4vYK5AE&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object><br /><div style="text-align: center;">video nº 4<br /><br /><a style="left: 340px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-07625407271681324 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/_14y3D8Czto&hl=es"></a><object height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/_14y3D8Czto&hl=es"><param name="wmode" value="transparent"><embed src="http://www.youtube.com/v/_14y3D8Czto&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object><br />video nº 5<br /><br /><a style="left: 340px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-07625407271681324 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/UA7Bibh6Mnk&hl=es"></a><object height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/UA7Bibh6Mnk&hl=es"><param name="wmode" value="transparent"><embed src="http://www.youtube.com/v/UA7Bibh6Mnk&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object><br />video nº 6<br /><br /><a style="left: 340px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-07625407271681324 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/FOMGdaVevRs&hl=es"></a><object height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/FOMGdaVevRs&hl=es"><param name="wmode" value="transparent"><embed src="http://www.youtube.com/v/FOMGdaVevRs&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object><br />video nº 7<br /><br /><a style="left: 340px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-07625407271681324 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/29CeYntA8ZA&hl=es"></a><object height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/29CeYntA8ZA&hl=es"><param name="wmode" value="transparent"><embed src="http://www.youtube.com/v/29CeYntA8ZA&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object><br />video nº 8<br /></div><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><span style=""> </span></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Las claves del éxito ecológico de las hormigas son la división del trabajo y los mecanismos de comunicación (inconsciente) que activarán los programas de colaboración. El hormiguero es fundado por una reina alada, que en su vuelo nupcial desde otro hormiguero se aparea con uno o varios machos también alados (estos mueren poco después). A continuación, elige el sitio en donde construir el nuevo hormiguero, pierde las alas y comienza a poner huevos. Al principio se encarga de todas las tareas requeridas para la construcción del nido, pero cuando eclosionan las nuevas hormigas (todas hembras) constituirán la primera generación de obreras, que pasan a encargarse de mantener a la reina, la cual ya sólo se dedicará a poner huevos. En general, parece que el que una larva se desarrolle como reina o como obrera depende de la temperatura a la que se incuben los huevos, aunque recientemente se han encontrado que en varias especies hay un mecanismo genético de determinación de la casta, es decir, en esas especies la reina “no se hace, sino que nace” -como nuestros reyes-. Aunque no he encontrado datos sobre cómo la reina de las hormigas mantiene su poder, en las abejas se sabe que ésta secreta unas sustancias químicas llamadas feromonas mediante las que controla el sistema nervioso de sus subordinadas (sistema dopaminérgico), y por tanto su comportamiento, además de inhibir el desarrollo de otras reinas. Es plausible que esto también ocurra en las hormigas, ya que como describo más abajo, las feromonas juegan un papel importante en la comunicación entre ellas. </p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">La colonia de hormigas fundada por la reina crecerá con varias generaciones de obreras estériles, que a su vez se dividen en varias subcastas encargadas de tareas diversas. En las hormigas, estas castas suelen ser temporales: de recién nacidas cuidan a la reina y a las larvas, después pasan a excavar el nido y cuando son mayores algunas pasan a encargarse de la defensa y otras, la mayoría, del abastecimiento de comida. No obstante, parece que la experiencia de una hormiga, es decir, lo que haya aprendido, afecta a la expresión de algunos genes y a la estructura de su cerebro y, finalmente, influye en el trabajo que realizará: si una hormiga no es buena buscando comida, acaba cavando en el nido o cuidando a las larvas <st1:citation st="on">(ella misma lo “decide” después de varios intentos infructuosos en la búsqueda de alimento)</st1:citation>. Tras el periodo de crecimiento del nido aparecerán castas de hembras y machos fértiles que abandonarán el nido y completarán el ciclo.</p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Como ya he introducido en los párrafos anteriores, la comunicación entre los individuos, necesaria para la optimización del trabajo, se produce principalmente a través feromonas, que secretan en función de las circunstancias, que son detectadas por los receptores presentes en las antenas, y que actúan sobre el sistema nervioso de la receptora, modificando su comportamiento. Veámoslo con un ejemplo referido a la principal ocupación de las obreras: la búsqueda de comida. Cada día unas 30 a 50 patrulleras marcan serie de rastros de una feromona en las proximidades de la entrada del hormiguero. Estos rastros son cortos, de unos 20 cm de longitud y no llevan hasta la comida, pero marcan el principio de la ruta que van a seguir las recolectoras. Esto es un mecanismo de optimización del trabajo ya que los miles de recolectoras se distribuyen de manera aleatoria por esos rastros iniciales y se alejan hasta unos 20m o más del hormiguero, hasta que encuentran la comida. Si al hormiguero se le quitan las patrulleras, las recolectoras usan las rutas del día anterior. Una vez encontrada la comida, evaluaran si la cantidad es suficiente para reclutar a más hormigas. Se ha visto que en las que recolectan alimento líquido, como la secreción de los pulgones, de las orugas o del néctar de las flores, el volumen de la ingesta es el parámetro que determina el inicio del proceso de reclutamiento <st1:citation st="on">(podéis ver un ejemplo de estas hormigas en el vídeo 9)</st1:citation>.<br /></p><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><br /></p><a style="left: 0px ! important; top: 16px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-07625407271681324 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/vLal9M9Ll4w&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-07625407271681324 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/vLal9M9Ll4w&hl=es"></a><object height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/vLal9M9Ll4w&hl=es"><param name="wmode" value="transparent"><embed src="http://www.youtube.com/v/vLal9M9Ll4w&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object><br /><div style="text-align: center;">video nº 9<br /></div><br /><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Si el volumen es suficiente se dispara la producción de una feromona que marcará un rastro cuando esta hormiga regrese al hormiguero cargada de comida. Esta es una respuesta del todo o nada, es decir, si el volumen de comida no llega a un cierto umbral <st1:citation st="on">(unos 0,9 microlitros)</st1:citation> continuará buscando más alimento y no esparcirá la feromona, pero si queda saciada irá hacia el hormiguero marcando el camino de vuelta con la feromona. Ese rastro reclutará a más hormigas, que se dirigirán a la fuente de alimento siguiendo el rastro con las antenas. Cuanto mayor sea esta fuente de alimento, más hormigas regresarán al nido esparciendo feromonas y, por tanto, el uso de la ruta se potenciará <st1:citation st="on">(como la memoria en nuestro cerebro)</st1:citation>. Es interesante destacar que tras un periodo de vacas flacas <st1:citation st="on">(poca comida)</st1:citation>, el volumen umbral aumenta, por lo que solo se reclutan más hormigas si la fuente es realmente abundante. Esto optimiza el número de individuos implicados en la recolección, y no se movilizarán más recolectores si estos no son realmente necesarios. Aquí vemos un sutil mecanismo de adaptación a la variación estacional en la abundancia del alimento y de ahorro de energía. </p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Ahora bien, cuando una hormiga que esté fuera del rastro de feromonas se encuentre con él ¿tiene la misma probabilidad de dirigirse hacia el alimento que hacia el hormiguero?. Al menos en las hormigas del faraón, la respuesta es no. Los rastros presentan ramificaciones, y es la geometría de la ramificación la que contiene la información sobre la polaridad de la ruta. Unas ramificaciones de alrededor de 60º sobre el eje de la ruta, orientan a la hormiga hacia la comida, y no perderá tiempo en ir de vacío hacia el hormiguero, lo que supondría malgastar energía y aumentar los riesgos de predación. En algunas especies se usan varias feromonas en combinación. Por<span style=""> </span>ejemplo, las ramificaciones que llevan a sitios poco interesantes o agotados se marcan con otra feromona que indica “no pasar”.</p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">No obstante, no todo reside en las feromonas. Aunque antes os decía que una hormiga individual es poco inteligente, es capaz de aprender y recordar algunas cosas, de forma que la navegación hacia el alimento o hacia el hormiguero depende de los rastros de feromonas la primera vez que usa la ruta. Una vez que la hormiga realiza el camino de vuelta es capaz de memorizarlo, ayudándose de pautas visuales del terreno que es capaz de recordar. Por ejemplo, en un experimento se les enseño a recolectar comida que estaba a 10 cm de un cilindro metálico. Al día siguiente cambiaron el cilindro por uno el doble de grande: las hormigas buscaron la comida más lejos del cilindro, a 20 cm, ya que a esa distancia el tamaño de la imagen del cilindro grande en la retina de la hormiga equivalía a la del cilindro pequeño del día anterior. Por otra parte, no todas las hormigas usan los rastros de feromonas. Probablemente porque el fuerte calor del desierto evaporaría demasiado rápidamente los rastros de feromonas, las hormigas del desierto australiano navegan tienen una especie de podómetro que les permite contar los pasos que se alejan del hormiguero <st1:citation st="on">(no se sabe cómo funciona)</st1:citation>, podómetro que se reajusta con la luz del cielo <st1:citation st="on">(tampoco se sabe cómo)</st1:citation>. Si a una hormiga que se había alejado del nido una cierta distancia la cazaban, le alargaban las patas <st1:citation st="on">(pegándoles unas extensiones)</st1:citation> y la volvían a soltar en el sitio en donde la habían cazado, ésta regresaba hacia el hormiguero pero se pasaba de largo ya que sus pasos eran ahora más largos. Si les acortaban las patas un poco <st1:citation st="on">(no diré cómo)</st1:citation>, buscaban el nido demasiado pronto. </p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">No quiero extenderme más contando detalles sobre estos seres increíbles, pero si quiero acabar con una modesta reflexión acerca de la utilidad de estos estudios, y por extensión de la ciencia básica, que alguno podría calificar de excentricidades de científicos más o menos aislados en sus torres de marfil. Naturalmente que muchas de estas observaciones nunca tendrán una aplicación práctica inmediata. Su objetivo es “simplemente” la generación de conocimiento, que ayude a la comprensión detallada de la naturaleza. Es precisamente de este conocimiento profundo de los procesos naturales de donde surgen posteriormente las aplicaciones técnicas, como he descrito más arriba con el ejemplo de los algoritmos de las hormigas y sus aplicaciones, o las trampas de feromonas para insectos, o para fabricar perfumes. Quizá algún día el comportamiento de las hormigas nos ayude a predecir la evolución del clima o los terremotos, por decir algo quizá disparatado. Qué sería de la moderna farmacología utilizada en los tratamientos del cáncer, del SIDA o de las enfermedades mentales, si algún bioquímico o virólogo o biólogo celular no se hubiera dedicado a conocer en con pelos y señales las propiedades de tal o cual proteína o proceso. Puesto que la incertidumbre sobre la rentabilidad económica a corto plazo de la ciencia básica parece reñida con la financiación privada, seguramente debería corresponder a la iniciativa pública el mantenimiento un sistema de investigación básica de calidad. No obstante, ya que está demostrado que sin ciencia básica no hay avance técnico, quizá sería injusto que sea la iniciativa privada la que finalmente recaude los beneficios económicos que se puedan derivar de la investigación. Está claro que parte de estos beneficios retornan a la sociedad en forma de bienestar y riqueza (mejores medicinas y tratamientos médicos, mejores equipamientos, puestos de trabajo y un largo etcétera), pero esto no debería hacer olvidar la necesidad de retroalimentar a la base del sistema, a la investigación básica. Por tanto, los poderes públicos deberían favorecer el que la iniciativa privada cambie un poco su mentalidad y también contribuya<span style=""> </span>al mantenimiento a largo plazo del sistema. Confío en que esto esté también en la mente de las autoridades de nuestro flamante ministerio de Ciencia e Innovación.</p><div style="text-align: justify;"> </div><p style="text-align: justify;" class="MsoNormal">Un saludo desde el Centro de Biología Molecular en Madrid</p> <p style="font-style: italic; text-align: right;" class="MsoNormal">F. Zafra</p><br /><p style="font-style: italic; text-align: right;" class="MsoNormal"><br /></p><div style="text-align: center;"><span style="font-style: italic;"></span></div>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-88647125477244273042008-04-24T18:01:00.004+02:002008-12-09T07:31:34.015+01:00Los poderes de la mente (y sus debilidades)El 17 de Mayo de 1965 un hecho acaecido en Córdoba en el verano de 1963 fue portada del New York Times.<br /><br />En contra de lo que podríamos esperar, no se trataba de ningún horrendo crimen ni de ninguna desgracia natural, sino de ¡un experimento científico!.<br /><br />El profesor José Manuel Rodríguez Delgado, catedrático de la Universidad de Yale y originario de la taurina ciudad de Ronda, había diseñado un experimento para demostrar de manera espectacular las posibilidades de control de la mente de un animal por la intervención humana (video nº 1)<table align="center" border="0" height="296" width="422"> <tbody><tr> <th scope="col"><p><object height="355" hspace="8" vspace="8" width="425"><br /> <embed src="http://www.youtube.com/v/8yu9TPRDXMw&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" hspace="8" vspace="8" width="425"></embed><br /> </object><br /> Video nº1</p> </th><br /> </tr><br /> </tbody></table><br />El experimento se realizó en colaboración con los Drs. D. Francisco Castejón Calderón (posteriormente fue primer rector de la UCO) y D. Francisco Santisteban García.<br /><br />Mediante cirugía habían implantado unos electrodos en el cerebro de un novillo y, convertido en torero por un día, el Dr. Rodríguez Delgado se disponía a citarlo con su muleta durante una capea organizada la finca “La Alamirilla”, creo que cerca de Medina Azahara.<br /><br />Tan pronto como el toro lo embistió, y justo antes de que lo arrollara, pulsó un mando a distancia que portaba en su mano y, según las crónicas, el animal se detuvo en seco<br /><br />Rodríguez Delgado era un pionero en la investigación de<br /><br />la respuesta del cerebro a la estimulación eléctrica y había desarrollado durante los años 50 una serie de experimentos en los que se estudiaba el efecto de la estimulación mediante electrodos de diversas áreas del cerebro de gatos y monos.<br /><br /><br /><div style="text-align: center;"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhwTqcPIvHTh8S3WskLXhP4qE4NIl7Bf4CdC_YnLrO4UFZOWlb_BKesORI3wuelztM2ZpAmWs8G7i6zcc6Ntgehxy0Ht5uOthXQqSR-h5QWAe4Us-tL6NPKr5-P0eErNrJSZewEvYZkWsI/s1600-h/zafra3.jpg"><img style="margin: 0px auto 10px; display: block; text-align: center; cursor: pointer;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhwTqcPIvHTh8S3WskLXhP4qE4NIl7Bf4CdC_YnLrO4UFZOWlb_BKesORI3wuelztM2ZpAmWs8G7i6zcc6Ntgehxy0Ht5uOthXQqSR-h5QWAe4Us-tL6NPKr5-P0eErNrJSZewEvYZkWsI/s400/zafra3.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5196184916049050370" border="0" /></a><span style="font-size:85%;">El Prof. Rodríguez-Delgado paraliza a un toro con el mando a distancia</span><br /></div><br />En realidad sus experimentos, y los de otros dos pioneros del campo, James Olds y Robert Heath, tenían un antecedente en los estudios del médico suizo Walter Rudolph Hess (nada que ver con el famoso nazi), quien obtuvo el premio Nobel de Medicina y Fisiología del año 1949.<br /><br />En su lección Nobel, Hess ya advertía de como un electrodo instalado en según que zona del cerebro no sólo afectaba a sus movimientos, sino también a su humor, y un gato que normalmente se mostraba amigable (a pesar de las perrerías a las que estaba sometido), cuando se estimulaba en ciertas zonas se volvía extremadamente agresivo.<br /><br />Mediante este tipo de experimentos, por ejemplo Olds había encontrado que la estimulación de un pequeño núcleo del cerebro de la rata, el septum, era placentero para la rata. De hecho, una rata que había aprendido a pulsar la palanquita que disparaba el estímulo, la pulsaba una y otra vez hasta la extenuación: había descubierto el centro de la recompensa (o del placer).<br /><br />Como era de esperar, estos estudios no se limitaron a los animales, sino que pronto se comenzaron a implantar electrodos en el cerebro de pacientes mentales de diverso tipo. De estos estudios se derivaron algunos programas de investigación que, por supuesto, hoy en día no serían aprobados por ningún comité de bioética, como el intento de modificar la conducta sexual de los homosexuales, o de los criminales mediante la implantación de electrodos.<br /><br />(Podéis encontrar abundante información en internet, e incluso vídeos en el Youtube, sobre programas secretos tales como BLUEBIRD, ARTICHOKE, MKULTRA, MKSEARCH o MKNAOMI y otros, desarrollados por la CIA, y me imagino que habrá otros tantos del KGB).<br /><br />No obstante, de los experimentos llevados a cabo en animales y de los estudios realizados en humanos, no siempre secretos, se han derivado diversas aplicaciones prácticas de utilidad médica, como son los implantes para controlar el temblor de los enfermos de Parkinson o los ataques epilépticos.<br /><br />Con el desarrollo de la informática también se ha explotado el hecho de que el cerebro no sólo es capaz de recibir señales eléctricas, sino también de emitirlas.<br /><br />Estas señales pueden ser canalizadas hasta un ordenador y éste puede ayudar a ciertos enfermos a controlar su entorno. Por ejemplo, las personas tetrapléjicas o los enfermos de esclerosis lateral amiotrófica podrían llegar realizar tareas que les son difíciles, como hablar o controlar la silla de ruedas, únicamente con el pensamiento.<br /><br />En este sentido, en los últimos años se han realizado algunos experimentos, aprobados por la FDA, en pacientes paralizados que, por ejemplo, han podido controlar el cursor del ordenador.<br /><br />El impulso eléctrico generado al imaginar que realizaban una tarea cerebral era canalizado por los electrodos y descodificado como un deslizamiento del cursor sobre la pantalla en donde figuraba un listado de deseos o de estados de necesidad.<br /><table align="center" border="0" height="296" width="422"><br /> <tbody><tr><br /> <th scope="col"><span class="Estilo73"><object height="355" hspace="8" vspace="8" width="425"><br /> <embed src="http://www.youtube.com/v/xyN4ViZ21N0&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" hspace="8" vspace="8" width="425"></embed><br /> </object><br /> </span>Video nº 2 </th><br /> </tr><br /> </tbody></table><br />Sin embargo, esta aproximación todavía está muy lejos de salir de los laboratorios y ser de aplicación generalizada. Por ejemplo, tiene el inconveniente de que es necesaria una operación en pacientes de salud muy delicada.<br /><br />Además hay problemas con la biocompatibilidad y la durabilidad de los implantes. Tampoco está totalmente claro cuales son los mejores puntos del cerebro en los que insertar los electrodos para obtener señales de utilidad.<br /><br />Para evitar los numerosos inconvenientes de la cirugía se están desarrollando sistemas que tratan de aprovechar el más mínimo movimiento que puedan realizar estos pacientes para codificar (el paciente) y descodificar (el ordenador) sus deseos.<br /><br />Por ejemplo, hace unas semanas se ha comunicado el desarrollo de un aparato capaz de transmitir pensamientos a otra persona, con sólo vocalizarlos en la laringe, sin necesidad de emitir sonidos, una especie de “telepatía” (video nº 2).<br /><br />El sistema se basa en un collar que detecta las señales de las palabras rememoradas en la laringe y lo transmite a un ordenador, que hace el resto del proceso comunicativo (<a href="http://www.theaudeo.com/tech.html">http://www.theaudeo.com/tech.html</a>).<br /><table align="center" border="0" height="296" width="422"><br /> <tbody><tr><br /> <th scope="col"><p><span class="Estilo73"><object height="355" hspace="8" vspace="8" width="425"><br /> <embed src="http://www.youtube.com/v/4aixlFdZaOc&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" hspace="8" vspace="8" width="425"></embed></object> </span>Video nº 3</p></th><br /> </tr><br /> </tbody></table><br />Algo parecido se ha conseguido el control de las sillas de ruedas. Además, hay programas de investigación que tratan de aprovechar las ondas que genera la actividad eléctrica del cerebro, recogidas en los encefalogramas, y que no requiere más que unos electrodos adheridos al cuero cabelludo.<br /><br />También se ha avanzado en la implantación de extremidades robóticas a algunos tipos de pacientes, en algún caso mediante control por parte del propio paciente, ya que estas extremidades se han conectado a sus propios nervios (Video nº 3).<br /><br />A pesar de que los movimientos conseguidos de esta manera son algo rudimentarios, éstos serían suficientes para incrementar de manera significativa la calidad de vida de estas personas.<br /><br />Un campo en el que también se ha avanzado notablemente es en la recuperación de sensorial en sordos.<br /><br />Los implantes cocleares, que ya llevan miles de personas, recogen mediante un micrófono los sonidos y los transforman en una señal eléctrica que estimula el nervio acústico.<br /><table align="center" border="0" height="296" width="422"><br /> <tbody><tr><br /> <th scope="col"><p><span class="Estilo73"><object height="355" hspace="8" vspace="8" width="425"><br /> <embed src="http://www.youtube.com/v/HhedEWu6Y0c&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" hspace="8" vspace="8" width="425"></embed><br /> </object><br /> </span>Video nº 4</p></th><br /> </tr><br /> </tbody></table><br />También se trabaja en la recuperación de la vista en los ciegos, mediante la transformación de las imágenes obtenidas por microcámaras en señales capaces de estimular la corteza visual.<br /><br />Es de esperar que en los próximos años se consigan importantes avances en varios de estos frentes.<br /><br />Os adjunto el vídeo nº 4 , que aunque está en japonés (no entiendo una palabra), ilustra de manera muy clara varias aplicaciones: primero veréis una rata con un implante cerebral.<br /><br />La rata ha aprendido a obtener agua de un bebedero retráctil al pulsar una palanquita.<br /><br />Posteriormente, ya no tiene que pulsar la palanca para obtener el agua, sino que el simple impulso eléctrico generado por el cerebro cuando quiere beber hace que se active el bebedero.<br /><br />Después podéis ver a un mono capaz de controlar un brazo artificial para coger la comida y acercársela a la boca.<br /><table align="center" border="0" height="296" width="422"><br /> <tbody><tr><br /> <th scope="col"><p><object height="355" hspace="9" vspace="6" width="425"><br /> <embed src="http://www.youtube.com/v/PpfjmzZ4NTw&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" hspace="9" vspace="6" width="425"></embed><br /> </object><br /> Video nº 5</p></th><br /> </tr><br /> </tbody></table><br />A continuación podéis observar a un paciente tetrapléjico que controla el cursor de un ordenador con el pensamiento y también una mano artificial.<br /><br />Por último el vídeo muestra una rata dirigible desde el ordenador que sube y baja unas rampas y atraviesa un laberinto gracias a los estímulos que recibe del ordenador.<br /><br />Esta rata es protagonista de otro video más detallado (video nº 5), ahora en inglés, en donde se explica que lo que se estimula son los núcleos cerebrales que reciben la información de las vibrisas (los bigotes) de la parte derecha o izquierda, según para dónde quieren que gire.<br /><br />Si lo hace correctamente es gratificada estimulándole el centro de recompensa en el cerebro (el arriba mencionado núcleo del septum).<br /><br />En resumen, estos pocos ejemplos ilustran los beneficios que pueden derivarse de aquellas investigaciones iniciadas por pioneros como el Dr. Rodríguez-Delgado, a pesar de que de las mismas también pueden, y han querido, derivarse aplicaciones más que cuestionables desde un punto de vista ético.www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-81229851581358176862008-04-07T13:55:00.000+02:002008-12-09T07:31:34.494+01:00El cerebro en technicolor<a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhALoVoU5Haj3gSEB-gCn7U8c-srQ7eCRfTJJnK8MJZAAGxF1pXFBR44FOnEu6WHkm_9KwOtHB6tLLJbwTJ6y1eDMhsHVk39s5uzeYhIxLQ3awpo03Jicm_xmeQavbx9VYr4KcXKp4DeuU/s1600-h/Figura-1.jpg"><span style="font-family:arial;"></span></a>Queridos amigos:<br /><br />Aunque no es mi intención escribir un serial sobre la memoria, en el comentario de este mes quiero continuar un punto que mencioné al final de mi anterior colaboración, ya que en los últimos meses se ha realizado un avance técnico realmente significativo en este campo.<br /><br />Me estoy refiriendo a ese objetivo mítico de los neurobiólogos que es el llegar a cartografiar los circuitos del cerebro.<table style="width: 391px; height: 277px;" align="center" border="0"><br /> <tbody><tr><br /> <th class="Estilo74" scope="col" height="142" valign="top"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhALoVoU5Haj3gSEB-gCn7U8c-srQ7eCRfTJJnK8MJZAAGxF1pXFBR44FOnEu6WHkm_9KwOtHB6tLLJbwTJ6y1eDMhsHVk39s5uzeYhIxLQ3awpo03Jicm_xmeQavbx9VYr4KcXKp4DeuU/s1600-h/Figura-1.jpg"><img style="margin: 0pt 0pt 10px 10px; float: right; cursor: pointer;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhALoVoU5Haj3gSEB-gCn7U8c-srQ7eCRfTJJnK8MJZAAGxF1pXFBR44FOnEu6WHkm_9KwOtHB6tLLJbwTJ6y1eDMhsHVk39s5uzeYhIxLQ3awpo03Jicm_xmeQavbx9VYr4KcXKp4DeuU/s400/Figura-1.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5196121316173331074" border="0" /></a></th><br /> </tr><br /> <tr><br /> <th class="Estilo74" scope="col" height="59" valign="top"><p class="Estilo72"><span style="font-size:85%;">Fig. 1: "Ratón transgénico que expresa un proteína fluorescente en la piel, fotografiado bajo iluminación fluorescente (izda) o normal (dcha)</span></p></th><br /> </tr><br /> </tbody></table>Este trabajo fue iniciado por Cajal hace más de un siglo usando la técnica de impregnación de las neuronas con sales de plata, que había desarrollado el italiano Camilo Golgi.<br /><br />Por alguna razón desconocida, la técnica de Golgi sólo teñía algunas neuronas, y esto facilitó a Cajal el establecimiento del axioma de que las neuronas no se tocan entre si y, además, pudo bosquejar la cartografía de los primeros circuitos cerebrales.<br /><table align="center" border="0" height="340" width="380"><br /> <tbody><tr><br /> <th class="Estilo74" scope="col" height="302" valign="top" width="374"><div align="center"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgOQJWprPs4DpYAUnL9epl33cun3pZBRstoru-peEiOukpOO6HsVvPAPghPzSWBcDrtt6KBL3d4bCMfvrOTe7uXnMnmLoNt7y6Fo5i6a-nr7Ufli0neYBLf2JSc2uTn-M2j15EmTbNIjGY/s1600-h/Figura-2.jpg"><img style="margin: 0pt 0pt 10px 10px; float: center; cursor: pointer;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgOQJWprPs4DpYAUnL9epl33cun3pZBRstoru-peEiOukpOO6HsVvPAPghPzSWBcDrtt6KBL3d4bCMfvrOTe7uXnMnmLoNt7y6Fo5i6a-nr7Ufli0neYBLf2JSc2uTn-M2j15EmTbNIjGY/s400/Figura-2.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5196121320468298386" border="0" /></a></div></th><br /> </tr><br /> <tr><br /> <th style="text-align: center;" class="Estilo74" scope="col" height="20" valign="top"><p class="Estilo72">Fig. 2. Corteza cerebral del ratón brainbow</p></th><br /> </tr><br /> </tbody></table>Si se hubieran teñido todas las neuronas no habría llegado a ninguna conclusión, ya que la maraña que forman las dendritas y los axones sería absolutamente inextricable e ininteligible: no podríamos seguir la ruta de las ramificaciones sin confundirnos con las de las neuronas vecinas, y por tanto no podríamos determinar el curso de los circuitos.<br /><br />Curiosamente, Golgi que había inventado la técnica y que compartió el premio Nobel con Cajal en 1906, nunca llegó a creer en la teoría neuronal de Cajal y murió en 1926 (8 años antes que Cajal) creyendo en la teoría reticular, según la cual las neuronas están unidas formando una red, a pesar de que la teoría neuronal ya era ampliamente aceptada por la comunidad científica.<br /><br />Siguiendo los trabajos pioneros de Cajal, generaciones de científicos han trabajado a lo largo del último siglo para ir elaborando mapas de los circuitos neuronales, usando tanto la técnica de Golgi, como otros nuevos procedimientos de tinción que, al igual que aquella, tiñen pocas neuronas.<br /><table align="center" border="0" height="340" width="148"><br /> <tbody><tr><br /> <th class="Estilo74" scope="col" height="302" valign="top"><div align="center"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhBpBLnFcW3rqy8kLX6zqTm3imxQYW7uH8jgWWt_hJbaSRj_zcMEDmMFHleDS0KzD1eJV89z7oxEZYAdlm6Sjus9P1HoetfTd0Y3VCeTrOChDajsCnqFK6uiPxa3s7I_ThAFq6bi2LEoKk/s1600-h/Figura-3.jpg"><img style="margin: 0pt 0pt 10px 10px; float: right; cursor: pointer;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhBpBLnFcW3rqy8kLX6zqTm3imxQYW7uH8jgWWt_hJbaSRj_zcMEDmMFHleDS0KzD1eJV89z7oxEZYAdlm6Sjus9P1HoetfTd0Y3VCeTrOChDajsCnqFK6uiPxa3s7I_ThAFq6bi2LEoKk/s400/Figura-3.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5196121324763265698" border="0" /></a></div></th><br /> </tr><br /> <tr><br /> <th style="text-align: right;" class="Estilo74" scope="col" height="20" valign="top"><p style="text-align: center;" class="Estilo72">Fig. 3. Hipocampo del ratón brainbow</p> </th><br /> </tr><br /> </tbody></table>Sin embargo, parece que hemos llegado al momento de tener una visión más global de estos circuitos gracias a un importantísimo desarrollo técnico que publicó el 1 de Noviembre de 2007 la revista Nature, y que de hecho constituía su portada.<br /><br />Un grupo de científicos de la Universidad de Harvard, encabezados por Jeff Lichtman ha ingeniado un método por el que las neuronas del cerebro de un ratón se tiñen de colores.<br /><br />Cada neurona lo hace de un color de manera aleatoria, con lo que es posible seguir las ramitas (dendritas y axón) de cierta neurona sin confundirse con las neuronas vecinas ya que estas tienen otros colores.<br /><table align="center" border="0" height="340" width="456"><br /> <tbody><tr><br /> <th class="Estilo74" scope="col" align="center" height="302" valign="middle" width="450"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjhq1ROX-pGVOjkgJv7O7fxQDyGEqsKscYn1_uG0VbCiMSYLFfIyN1AIynCVY8UOdFOzvhwwJMW1Zv09n-lwlLMdKEC3nyp-V0esM9_UAyjVZv0sZu1Uu7Gaa0OlWlE8pcGi73HfF9-PJc/s1600-h/Figura-4.jpg"><img style="margin: 0pt 0pt 10px 10px; float: center; cursor: pointer; width: 400px; height: 368px;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjhq1ROX-pGVOjkgJv7O7fxQDyGEqsKscYn1_uG0VbCiMSYLFfIyN1AIynCVY8UOdFOzvhwwJMW1Zv09n-lwlLMdKEC3nyp-V0esM9_UAyjVZv0sZu1Uu7Gaa0OlWlE8pcGi73HfF9-PJc/s400/Figura-4.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5196121329058233010" border="0" /></a></th><br /> </tr><br /> <tr><br /> <th class="Estilo74" scope="col" align="center" height="20" valign="middle"><h5 class="Estilo72">Fig. 4. Detalle del giro dentado del ratón brainbow</h5></th><br /> </tr><br /> </tbody></table>Comprobaron que el color característico de la neurona se conservaba en toda ella, desde su cuerpo celular hasta las ramificaciones más finas. Se puede saber así con que neuronas vecinas contacta.<br /><br />El principio de esta coloración aleatoria es semejante al de la televisión en color: con unos colores básicos (el rojo, verde y azul del sistema RGB) se pueden conseguir infinidad de coloraciones en nuestros monitores de TV. En el caso de los ratones se han utilizado proteínas fluorescentes de las que os hablé en la colaboración anterior.<br /><br />Hay proteínas fluorescentes de varios colores, que de manera natural se encuentran en varias especies de medusas. Los genes de esas proteínas fluorescentes se habían aislado hace años, y como ya os dije se utilizan en el trabajo habitual de los laboratorios como bombillitas moleculares que nos iluminan células o proteínas.<br /><br />Estos investigadores crearon unos ratones transgénicos en cuyos cromosomas se habían introducido los genes de las medusas, y ahora esas proteínas de colores se expresaban en las neuronas de los ratones como si de proteínas propias se tratara.<br /><br />De hecho, hace tiempo que se utilizan ratones, cerdos y otros animales con células fluorescentes, como por ejemplo el de la figura 1 que corresponde a un ratón fluorescente usado en la investigación del cáncer.<br /><table align="center" border="0" height="340" width="148"><br /> <tbody><tr><br /> <th class="Estilo74" scope="col" height="302" valign="top"><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgiBneSioTPLaPQc65HemH3a4oQwQwliOruWZ74GKv3n0s0cpuFb907BrDoIXOcoHDu0W2815J4sxCKMPPxnSeyRGQDYdQ4b_VbwnQyhi7neARMxExoa4eCSyTNUjLeJHnq9xO6F8kc_rU/s1600-h/Figura-5.jpg"><img style="margin: 0pt 0pt 10px 10px; float: center; cursor: pointer;" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgiBneSioTPLaPQc65HemH3a4oQwQwliOruWZ74GKv3n0s0cpuFb907BrDoIXOcoHDu0W2815J4sxCKMPPxnSeyRGQDYdQ4b_VbwnQyhi7neARMxExoa4eCSyTNUjLeJHnq9xO6F8kc_rU/s400/Figura-5.jpg" alt="" id="BLOGGER_PHOTO_ID_5196121329058233026" border="0" /></a></th><br /> </tr><br /> <tr><br /> <th class="Estilo74" scope="col" height="20" valign="top"><h5 class="Estilo72">Fig 5. Paquete de axones del nervio óptico del ratón brainbow</h5></th><br /> </tr><br /> </tbody></table>En los ratones que nos ocupan ahora, pusieron genes para cuatro colores (verde, rojo, azul y naranja) y por un ingenioso procedimiento genético, en cada neurona no se expresaban las cuatro proteínas simultáneamente, sino que de manera aleatoria se expresaba una de ellas o combinaciones de las mismas, en cantidades variables, dando lugar a una paleta de colores en las que cada neurona queda marcada de un color diferente (Figura 2, 3 y 4).<br /><br />Por inspección visual, estos científicos podían distinguir hasta 89 colores, pero por procesamiento de las imágenes en el ordenador se pueden ver hasta 136 colores diferentes (podéis ver algún ejemplo de ramitas teñidas con una variedad colores en la Figura 5). Jugando con las palabras “brain” (cerebro) y “rainbow” (arco iris), los ratones han sido llamados BRAINBOW por sus inventores.<br /><br />Naturalmente en la elaboración de los mapas se requieren ordenadores de gran capacidad de cálculo para manejar las innumerables imágenes que se toman de cada neurona, utilizando un microscopio especial llamado confocal.<br /><br />Hay que tener en cuenta que el cerebro de un ratón tiene unos cien millones de neuronas y cada una hace una media de mil contactos con las vecinas (el humano tiene unas mil veces más neuronas y sinapsis).<br /><br /><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/y51la5gS5Ws&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/y51la5gS5Ws&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/y51la5gS5Ws&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/y51la5gS5Ws&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/y51la5gS5Ws&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/y51la5gS5Ws&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/y51la5gS5Ws&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 13px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/y51la5gS5Ws&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 13px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/y51la5gS5Ws&hl=es"></a><object height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/y51la5gS5Ws&hl=es"><param name="wmode" value="transparent"><embed src="http://www.youtube.com/v/y51la5gS5Ws&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object><span style=";font-family:arial;font-size:85%;" >video 1: reconstrucción tridimensional del cerebelo en el ratón Brainbow</span><br /> <br /> <br /> <a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/xM_otH--ymg&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/xM_otH--ymg&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/xM_otH--ymg&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/xM_otH--ymg&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/xM_otH--ymg&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/xM_otH--ymg&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 15px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/xM_otH--ymg&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 13px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/xM_otH--ymg&hl=es"></a><a style="left: 0px ! important; top: 13px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/xM_otH--ymg&hl=es"></a><object height="355" width="425"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/xM_otH--ymg&hl=es"><param name="wmode" value="transparent"><embed src="http://www.youtube.com/v/xM_otH--ymg&hl=es" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" width="425"></embed></object><span style=";font-family:arial;font-size:85%;" >video 2: crecimiento del axón en una neurona fluorescente</span><br /><br />En el vídeo 1 de youtube podéis ver la reconstrucción tridimensional de una pequeña zona del cerebelo, una zona de nuestro cerebro que se encarga de controlar la posición de nuestro cuerpo.<br /><br />Por tanto, esta técnica supone un cambio dramático en las posibilidades técnicas de investigación en la circuitería cerebral, siendo conscientes de la dificultad de la tarea planteada.<br /><br />De hecho, y siguiendo la estrategia que ya usó Cajal, mucho de los que se sabe sobre los circuitos cerebrales se ha obtenido estudiando animales durante el desarrollo embrionario, antes de que la maraña sea demasiado compleja.<br /><br />Por ejemplo, en el video 2 podéis ver el crecimiento del axón de una neurona fluorescente.<br /><br />En este sentido el ratón Brainbow también puede ser muy útil para seguir la formación de contactos entre neuronas de diferente color.<br /><br />Si esto parece complejo, imaginad el escalofrío que sentimos cuando pensamos en cómo cada neurona se coloca en el sitio preciso y hace los contactos exactos durante el desarrollo del embrión.<br /><br />Por eso, muchos científicos se han inclinado a usar animales menos complejos, como un pequeño gusano (C. elegans se llama el bichito) que sólo tiene 302 neuronas, cada una con nombre y apellidos; o la mosca del vinagre (300.000 neuronas), que es el organismo que usa mi compañero de Departamento y antiguo laboral Ginés Morata (recientemente galardonado con el premio Príncipe de Asturias).<br /><br />En el <a href="http://es.youtube.com/watch?v=LuBF6S6qKas&feature=related">video 3</a> podéis ver un gusanito con las neuronas fluorescentes.<br /><br />Por ahora, estos estudios sólo se pueden hacer en animales, por lo que alguno se preguntará, ¿y que tiene que ver el cerebro de un ratón o de una mosca con el cerebro humano?.<br /><br />En este sentido hay que decir que a la evolución le cuesta inventar cosas nuevas y sólo va mejorando las que funcionan.<br /><br />Los mecanismos de organización que se han descubierto en el gusano, existen en la mosca, en el ratón y por supuesto en el cerebro humano.<br /><br />Por tanto, la información que se obtenga de estos animales de experimentación será de un valor incalculable, no solo para comprender el funcionamiento de nuestro cerebro sino también para comprender las alteraciones patológicas que se producen en las enfermedades neurológicas.<br /><br />Enlaces relacionados en Wikipedia:<br /><br /><a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Santiago_Ram%C3%83%C2%B3n_y_Cajal">Santiago Ramón y Cajal</a><br /><br /><a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Camillo_Golgi">Camilo Golgi </a><br /><br /><br /><br /><a onblur="try {parent.deselectBloggerImageGracefully();} catch(e) {}" href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgiBneSioTPLaPQc65HemH3a4oQwQwliOruWZ74GKv3n0s0cpuFb907BrDoIXOcoHDu0W2815J4sxCKMPPxnSeyRGQDYdQ4b_VbwnQyhi7neARMxExoa4eCSyTNUjLeJHnq9xO6F8kc_rU/s1600-h/Figura-5.jpg"><br /></a>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-709633270646739970.post-60455135702520582482008-03-10T23:55:00.000+01:002008-05-03T13:55:23.552+02:00SECRETOS DE LA MEMORIA (NO HISTORICA)<span style="font-style: italic;">Queridos laborales, </span><br /><span style="font-style: italic;">No os dejéis engañar por el título de la crónica: obediente a los deseos de Juan Antonio Olmo, no voy a hablar de política –no es mi especialidad-. Hace unas semanas, coincidiendo con el cambio de formato de la página web y ante la petición de Juan Antonio de que serían bienvenidas sugerencias para nuevas secciones pensé que, puesto que muchos de vosotros tenéis una buena formación tecnológica (gracias a nuestra nunca bien ponderada laboral), y que otros, nos dedicamos a la ciencia o a la medicina, podríamos introducir una sección de Ciencia y Tecnología a la que ocasionalmente pudiéramos contribuir todos en la medida de nuestras posibilidades. Así, entre chiste y vídeo del youtube, podríamos enviar comentarios sobre avances recientes en vuestros respectivos ámbitos de conocimiento utilizando, eso sí, un leguaje asequible a la mayoría. Juan Antonio ha hecho suya la sugerencia y me pidió que escribiera algo para empezar, como podéis leer en el anterior número de la página. </span><br /><br /><span style="font-style: italic;">Dada la naturaleza de esta página, que es un continuo guiño a nuestros recuerdos de aquellos entrañables años, y puesto que personalmente me dedico a la investigación en Neurobiología, pensé que un buen tema para comenzar podría ser un breve comentario sobre los últimos avances en la comprensión del los procesos de almacenamiento de información en el cerebro, es decir de la memoria.<br /><table align="center" border="0" height="288" width="283"> <tbody><tr><br /> <th scope="col"><span class="Estilo52"><a style="left: 139px ! important; top: 18px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-08697191694951791 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/DF04XPBj5uc&rel=1"></a><a style="left: 139px ! important; top: 18px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/DF04XPBj5uc&rel=1"></a><object height="355" hspace="8" vspace="5" width="425"><br /> <embed src="http://www.youtube.com/v/DF04XPBj5uc&rel=1" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" hspace="8" vspace="5" width="425"></embed><br /> </object></span><span class="Estilo68"><br /></span><div style="text-align: center;"><span class="Estilo68" style="font-size:78%;">Vídeo 1 Sobre neurotransmisión (inglés)</span></div></th><br /></tr><br /></tbody></table>La memoria supone un evidente avance evolutivo en el reino animal puesto que permite, utilizando los patrones almacenados de experiencias anteriores, hacer predicciones de lo que encontramos en un momento dado o de lo que esperamos encontrar y, por tanto, permite elaborar respuestas rápidas en situaciones cotidianas como, por ejemplo, la huida en una situación de peligro (o el ataque, en el caso de los más valientes), la búsqueda de comida, el movernos sin perdernos en nuestra ciudad, en nuestro pueblo o incluso en nuestra casa. No menos importante, nos permite la creación y el mantenimiento de nuestra propia identidad y el mantenimiento de nuestras redes sociales, como ocurre en esta página web, gracias al recuerdo de quién es amigo y quién lo es menos. En definitivas, la memoria es una extraordinaria herramienta desde un punto biológico. Todos conocemos los devastadores efectos que tiene la pérdida de la memoria en la cada día más frecuente enfermedad de Alzheimer (es más frecuente simplemente porque vivimos más años), a la que algún día dedicaré un comentario.<br /><br />Por tanto, los científicos y los médicos se han se han interesado en la comprensión de los mecanismos cerebrales que operan en el almacenamiento y la recuperación de la información, con el objetivo último de desarrollar una farmacología que mejore nuestra memoria, o por lo menos que no perdamos la que tenemos.<br /></span><div style="text-align: center;"><table style="width: 283px; height: 288px;" align="center" border="0"><br /> <tbody><tr><br /> <th scope="col"><span class="Estilo52"><a style="left: 141px ! important; top: 18px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-08697191694951791 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/BzBvPhXuqCY&rel=1"></a><a style="left: 141px ! important; top: 18px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/BzBvPhXuqCY&rel=1"></a><object height="355" hspace="8" vspace="5" width="425"><br /> <embed src="http://www.youtube.com/v/BzBvPhXuqCY&rel=1" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" hspace="8" vspace="5" width="425"></embed><br /> </object><br /></span><div style="text-align: center;"><span class="Estilo68" style="font-size:78%;">Vídeo 2: Reconstruccion virtual 3D de una neurona y su sinapsis (castellano)</span></div></th> </tr> </tbody></table><div style="text-align: left;">Qué os puedo decir en palabras fácilmente comprensibles de que es lo que sabemos y hacia dónde vamos: Desde hace aproximadamente un siglo, en gran medida gracias a la mayor gloria que ha proporcionado la ciencia española, Santiago Ramón y Cajal, se sabe que la transmisión de información entre neuronas se produce en una estructura minúscula llamada sinapsis. Las neuronas son células muy ramificadas. Una de las ramificaciones se llama axón y es la vía de salida de la información elaborada en esa neurona, que no es más que una señal eléctrica. Las demás ramificaciones se denominan dendritas (desde una a varios cientos, si contamos que cada dendrita se ramifica en secundarias terciarias…) y por ellas entra la información a la neurona, produciéndose la suma de todas las señales entrantes en el cuerpo neuronal. A pesar de que las neuronas parecen formar una intrincada red en el cerebro, lo cierto es que no se tocan unas a otras, sino que entre la terminación de un axon (llamada terminal presináptico) y el comienzo de la siguiente dendrita (llamado botón postsináptico) hay un pequeño espacio, de apenas una décima de micra (la hendidura sináptica). La comunicación entre una neurona y las adyacentes se produce porque al activarse la neurona presináptica se liberan en su terminal axonal unos transmisores químicos (llamados neurotransmisores) que difunden por la hendidura sináptica hasta unirse a receptores específicos en el botón postsináptico. Las neuronas postsinápticas transforman esa señal química de nuevo en una señal eléctrica, la suman y vuelven a elaborar su respuesta eléctrica que a su vez sale por el axón hacia otras neuronas, formando circuitos muy interconectados y complejos. Bien, pues en esos circuitos en los que se almacena la información, es decir en donde radica la memoria.<table align="center" border="0" height="454" width="283"><br /> <tbody><tr><br /> <th scope="col" height="450"><span class="Estilo52"><a style="left: 139px ! important; top: 18px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-08697191694951791 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/-vOwOXysTDs&rel=1"></a><a style="left: 139px ! important; top: 18px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/-vOwOXysTDs&rel=1"></a><object height="355" hspace="8" vspace="5" width="425"><br /> <embed src="http://www.youtube.com/v/-vOwOXysTDs&rel=1" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" hspace="8" vspace="5" width="425"></embed><br /> </object><br /> <br /><br /> </span><div style="text-align: center;"><span class="Estilo68" style="font-size:78%;">Vídeo 3: Documental de Redes en TV2 sobre el Estudio del funcionamiento de los neurotransmisores durante el aprendizaje y los procesos de la memoria a largo plazo con una pobre babosa de mar. (castellano)</span></div></th><br /> </tr><br /> </tbody></table><br /><span style="font-style: italic;">Numerosos estudios realizados en las últimas décadas demuestran que cuando un circuito se usa, sus sinapsis quedan reforzadas y la próxima vez que se estimulen funcionarán con mayor eficiencia. (al final he puesto dos links a vídeos de youtube explicando esto, aunque el mejor está en inglés)</span><br /><br /><span style="font-style: italic;">En realidad no almacenamos toda la información que recibimos sino que hay una serie de filtros o estadios temporales que seleccionan una parte de la misma hasta que llega a consolidarse como recuerdo. Una primera información (la que nos llega de los sentidos) apenas si se retiene durante un segundo tras la desaparición del estímulo sensorial. El siguiente estadio sería la memoria a corto plazo que es la que fija la información durante el tiempo justo para poder utilizarla en nuestra actividad cotidiana, pasado el cual desaparece (unos segundos). Sería el equivalente a la memoria RAM de un ordenador, que se borra al apagar el ordenador, es decir al terminar la tarea que estábamos haciendo. No obstante, podemos elaborar y esforzarnos en retener esa información, lo que alargaría el tiempo de permanencia, por ejemplo cuando queremos retener un número de teléfono hasta que podamos apuntarlo por escrito o efectuar la llamada. Esta memoria está sujeta a numerosas interferencias, por lo que la solidez de la información es muy variable. Pensemos cuando nos disponemos a hacer algo, somos interrumpidos y después no recordamos qué íbamos a hacer.</span><br /><br /><span style="font-style: italic;">Por último, tenemos la memoria a largo plazo, que es la que fija la información permanentemente y la deja disponible para cuando la necesitemos. A largo plazo conservamos numerosos tipos de recuerdos, palabras, episodios, conocimientos teóricos o conceptuales, episodios autobiográficos etc. A veces, información destinada a borrarse rápidamente se almacena si se produce justo antes o después de un evento importante, que sí iba a ser recordado. Por ejemplo, es posible que recordéis el menú del día de vuestra boda, pero casi seguro que no recordaréis el del día anterior a la misma o lo que comisteis tal día de la semana pasada, sin ir tan lejos.</span><br /><br /><span style="font-style: italic;">Para los biólogos moleculares, esta distinción temporal es importante porque los mecanismos moleculares implicados en cada una de las fases son diferentes: Si bien todas esas funciones de las que he hablado las realizan pequeñísimas máquinas moleculares, que son las proteínas sinápticas, productos de diversos genes, los procesos a corto plazo implican modificaciones transitorias de las proteínas que ya estaban en las sinapsis, mientras que la memoria a largo plazo implica síntesis de nuevas proteínas que van a dar lugar a las modificaciones estructurales más o menos permanentes de las sinapsis (en función del tiempo que permanece el recuerdo), es decir, se requiere la activación de nuevos genes. Por analogía con el ordenador, probablemente sabéis mejor que yo que en el disco duro la información se almacena codificada en forma de ceros y unos, gracias a las propiedades fisicoquímicas de los diferentes soportes utilizados (magnéticos, de los semiconductores, etc). Entonces, ¿cómo se almacena la información de manera permanente en el cerebro, quién hace el papel de esos soportes?. Supone un enorme reto el comprender cómo en una estructura tan dinámica como es el cerebro, en donde las proteínas se sintetizan y se degradan continuamente con vidas medias de pocas horas, se pueden formar estructuras capaces de perdurar durante años y, al mismo tiempo, capaces de ser moldeadas por los nuevos aprendizajes o experiencias.</span><table align="center" border="0" height="288" width="283"><br /> <tbody><tr><br /> <th scope="col"><span class="Estilo52"><a style="left: 139px ! important; top: 18px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-08697191694951791 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/LrCzSIbvSN4&rel=1"></a><a style="left: 139px ! important; top: 18px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/LrCzSIbvSN4&rel=1"></a><object height="355" hspace="8" vspace="5" width="425"><br /> <embed src="http://www.youtube.com/v/LrCzSIbvSN4&rel=1" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" hspace="8" vspace="5" width="425"></embed><br /> </object><br /> <br /><br /> </span><span class="Estilo68" style="font-size:78%;">Vídeo 4: Laberinto de Morris. El ratón aprende donde está la plataforma, y lo recuerda (inglés)</span></th><br /> </tr><br /> </tbody></table><br /><span style="font-style: italic;">Todos estos procesos los estudiamos en diversos modelos experimentales, centrándonos en problemas relativamente sencillos, con la esperanza de que cuando comprendamos esos mecanismos básicos podamos abordar estudios sobre los aspectos más complejos de la memoria. Así, se ha utilizado un modelo sencillo para comprender el aprendizaje y su recuerdo en la liebre marina Aplysia –un molusco, a pesar del nombre- (ver vídeo 3). También se han puesto a punto tests de memoria para roedores y otros animales (por ejemplo, ver el vídeo 4 sobre un laberinto radial, o el vídeo 5 sobre el laberinto de Morris, en los que un ratón tiene que encontrar una plataforma sumergida en un estanque, y cómo una vez entrenados recuerdan la posición de la plataforma). Estos tests son de gran utilidad para cuantificar la memoria, especialmente en combinación con técnicas electrofisiológicas (en las que se implantan electrodos a los animales para registrar la actividad eléctrica de diversas neuronas frente a ciertos estímulos), con técnicas farmacológicas que bloquean tal o cual proteína y, sobre todo, con las técnicas llamadas genéricamente de “ingeniería genética”. Estas técnicas permiten la eliminación de un gen concreto de un animal (los ratones son los preferidos). La técnica desarrollada a finales de los 80 por Capecci, Smithies y Evans (les han dado el premio Nobel este año) se ha modificado recientemente para hacerla más precisa. Antes se eliminaba el gen en todo el organismo, de manera que si el gen era muy importante a veces se llegaban a producir grandes alteraciones en el animal (a veces ni siquiera llegaban a nacer), y esto era difícil de interpretar. Como en el famoso chiste, “cuando a una pulga le quitas sus seis patas se vuelve sorda”. Otras veces los genes son redundantes, y otro asumía la función del eliminado.</span><br /></div></div><span style="font-style: italic;"><br />Ahora se pueden crear ratones transgénicos con genes eliminados en una región muy concreta del cerebro. Con respecto a la memoria esto es importante, porque se puede eliminar selectivamente un gen en el hipocampo, que es una de las regiones cerebrales más importante en la formación de la memoria. Así laboratorios como el de Erick Kandel (premio Nobel en 2000; http://es.wikipedia.org/wiki/Eric_Kandel) o Susumu Tonegawa (Premio Nobel en 1987, por sus trabajos relacionados con la inmunología, http://es.wikipedia.org/wiki/Susumu_Tonegawa) han permitido identificar genes importantes en la formación y consolidación de la memoria.<br /><table align="center" border="0" height="288" width="283"><br /> <tbody><tr><br /> <th scope="col"><span class="Estilo52"><a style="left: 139px ! important; top: 18px ! important;" title="Pulse aquí para bloquear este objeto con Adblock Plus" class="abp-objtab-09080395699181563 visible ontop" href="http://www.youtube.com/v/zBNoNoEB1X0&rel=1"></a><object height="355" hspace="8" vspace="5" width="425"><br /> <embed src="http://www.youtube.com/v/zBNoNoEB1X0&rel=1" type="application/x-shockwave-flash" wmode="transparent" height="355" hspace="8" vspace="5" width="425"></embed><br /> </object><br /> <br /><br /> </span><span class="Estilo68" style="font-size:78%;">Vídeo 5: Laberinto radial. Un ratón siete días después de aprender a identificar los brazos del laberinto que tienen comida: sólo se equivoca una vez (inglés)</span></th><br /> </tr><br /> </tbody></table><br />Ahora que, gracias al proyecto GENOMA, conocemos todos los genes del ser humano -pero no para que sirven la mayoría de ellos-, estamos en la fase de identificación de aquellos cuya eliminación afecte a la memoria. Creemos que en las sinapsis de los circuitos activados queda una marca proteica, algo parecido a la rastro de piedrecitas del cuento de Hansel y Gretel, que seguirán los estímulos cuando por ejemplo se repita una tarea. Sobre este rastro inicial se van a ensamblar el resto de proteínas que refuerzan las conexiones de esos circuitos, aunque todavía no las hemos identificado con certeza.<br /><br />Otro frente en el que se está avanzando es en la identificación de las neuronas y los circuitos que se activan durante el proceso de memorización. Para ello se están desarrollando ratones transgénicos en los que las neuronas que han participado en una tarea quedan marcadas, por ejemplo con una proteína fluorescente que hace de bombilla que se enciende cuando esa neurona se activa, de forma que es posible recomponer los circuitos implicados en cada tarea. Si algún día sabemos qué circuito está implicado en qué tarea, quizá se puedan modificar selectivamente los recuerdos (nos aproximaremos a”Un mundo feliz”)<br /><br />En otras palabras, hemos encontrado algunas piezas del enorme puzzle, se están desarrollando herramientas (metodologías) adecuadas para continuar la búsqueda de proteínas/genes y mecanismos, y empezamos a adivinar algunos rasgos de la figura que se va formando, siempre refiriéndonos a tareas relativamente sencillas. No obstante, ya tenemos algunas dianas prometedoras para el desarrollo de fármacos que en un futuro no muy lejano nos ayuden a mejorar nuestra memoria (¡o a olvidar según que cosas!).</span>www.laboraldecordoba.eshttp://www.blogger.com/profile/11826112696229487041noreply@blogger.com0