2 de octubre de 2016

Arrojan más luz sobre la función del calcio en el aprendizaje y la memoria

Descubren en moscas de la fruta que el calcio mitocondrial contribuye al desarrollo de la memoria.

Cell Reports

El calcio puede contribuir al desarrollo del cerebro y de la cognición, según han descubierto en moscas de la fruta. [iStock/ Susie3Ford]
Se sabe que el calcio desempeña una función importante para nuestros huesos y dientes, pero su papel para las neuronas —en particular, su efecto en los procesos de aprendizaje y memoria— es menos conocido.

Investigadores del Instituto de investigación Scripps (TSRI, por sus siglas en inglés) acaban de hallar nuevos indicios que demuestran cómo el calcio influye en las mitocondrias (la fuente de energía de las células) y puede contribuir al desarrollo del cerebro y de la cognición. El equipo descubrió en moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) que el bloqueo de un canal por el que llega el calcio a la mitocondria, llamado uniportador mitocondrial de calcio, causa un deterioro de la memoria, aunque no altera la capacidad de aprendizaje.

«Al eliminar la actividad del uniportador, observamos que las moscas presentaban déficits de memoria», indica Ron Davis, autor del estudio y director del departamento de neurociencia del TSRI. «Pero nos sorprendió que todavía eran capaces de aprender, aunque fuera solo con un recuerdo fugaz. Pensábamos que no serían capaces de aprender en absoluto», agrega.

Desarrollo de la memoria

La proteína del uniportador mitocondrial de calcio, identificada por primera vez en 2011, permite que los iones de calcio se muevan desde el interior de la célula a la mitocondria. Esta se halla regulada por otras proteínas (MICU1, MICU2 y EMRE). Los pacientes humanos con mutaciones en MICU1 pueden presentar problemas de aprendizaje, señala Davis.

«La conclusión novedosa de este estudio es que la entrada de calcio mitocondrial durante el desarrollo resulta necesaria para establecer la competencia neuronal que contribuye a la memoria adulta», informa Ilaria Drago, investigadora principal del trabajo.

El equipo halló que la inhibición de la función del uniportador mitocondrial de calcio conducía a una disminución en el contenido de las vesículas sinápticas (sacos minúsculos dentro de la célula donde se almacenan varios neurotransmisores) y a un aumento en la longitud de los axones (los filamentos delgados de las neuronas).

Con todo, los autores adivierten que si bien detectaron problemas estructurales, todavía se desconoce su función concreta en el desarrollo neuronal. «El descubrimiento de que el complejo de uniportador mitocondrial de calcio desempeña una función de desarrollo en la regulación de la memoria en moscas adultas resulta intrigante y merece una exploración más profunda», apunta Davis.

Más información en Cell Reports

Fuente: Instituto de Investigación Scripps

Tomado de: http://www.investigacionyciencia.es/noticias/arrojan-ms-luz-sobre-la-funcin-del-calcio-en-el-aprendizaje-y-la-memoria-14497?utm_source=boletin&utm_medium=email&utm_campaign=Del+3+al+9+de+septiembre+2016

29 de agosto de 2016

Así trata el cerebro la física

© ISTOCKPHOTO/CHATCHAISURAKRAM
Para aprender ciencia, nuestro cerebro readapta redes neuronales encargadas de procesar información cotidiana.

Cepelewicz, Jordana


Los primeros Homo sapiens no sabían nada de la teoría de la relatividad general de Einstein. Sin embargo, hoy se espera que cualquier estudiante de física entienda al menos sus principios básicos. «¿Cómo es posible que nuestros "antiguos" cerebros aprendan nuevas ciencias y representen conceptos abstractos?», se pregunta Marcel Just, neurocientífico de la Universidad Carnegie Mellon. En un trabajo cuyos resultados aparecieron publicados en junio en Psychological Science, Just y su colaborador Robert Mason hallaron que, al pensar en conceptos físicos, el cerebro pone en marcha patrones de activación cerebral correspondientes a capacidades neuronales cotidianas, como procesar el ritmo o la estructura de una frase. Es decir, dichos patrones se readaptan para aprender conceptos científicos abstractos.

Just y Mason tomaron imágenes cerebrales de nueve estudiantes avanzados de física e ingeniería mientras se centraban en 30 conceptos físicos, como momento, entropía o corriente eléctrica. Después, introdujeron los datos en un programa informático de aprendizaje automatizado, el cual logró predecir en qué estaban pensando los sujetos a partir de su actividad cerebral. Eso fue posible porque los patrones neuronales que intervenían al considerar un concepto determinado (la gravedad, por ejemplo) eran los mismos en todos los participantes. «Cada uno aprende física en aulas diferentes, con profesores distintos y a su propio ritmo», observa Mason. «Así que no deja de resultar sorprendente que, en todos los estudiantes, se hayan desarrollado las mismas regiones cerebrales para entender un concepto físico.»

Los investigadores compararon los escáneres de su estudio con investigaciones previas que habían asociado ciertas actividades neuronales a procesos mentales concretos. Vieron que, ante los conceptos científicos de frecuencia o longitud de onda, se activaban las mismas regiones que al contemplar bailarines, escuchar música u oír una pauta rítmica, como el galope de un caballo; probablemente, porque todos esos casos implican percibir algún tipo de periodicidad. Por otro lado, cuando los estudiantes se enfrentaban a ecuaciones matemáticas, las zonas afectadas eran las que de ordinario se encargan de procesar las frases. Los resultados dan a entender que algunas estructuras neuronales genéricas se readaptan para ocuparse de nociones científicas complejas. «Por tanto, aunque algunos de esos conceptos solo se hayan formalizado en los últimos dos siglos, nuestro cerebro ya estaba hecho para vérselas con ellos», señala Just.

Mason cree que tales hallazgos podrían contribuir algún día a determinar qué lecciones deben enseñarse juntas para facilitar su comprensión. Ahora, Just y él tienen pensado continuar sus investigaciones con otras ciencias de las que nuestros antepasados sabían poco, como la genética y la informática.

Tomado de: http://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/numero/479/as-trata-el-cerebro-la-fsica-14399?utm_source=boletin&utm_medium=email&utm_campaign=Psicolog%C3%ADa+y+neurociencias+-+Agosto+%284%29