Chit, la nueva unidad de memoria basada en química

Un grupo de investigadores polacos ha descubierto que la química también es una base adecuada para almacenar información.

Por mucho tiempo hemos guardado nuestra información digital en memorias que funcionan en base a fenómenos físicos, como el flujo de electricidad o el cambio de propiedades eléctricas o magnéticas.

Esta vez un equipo de investigadores de la Academia Polaca de Ciencias de Varsovia ha llevado a cabo un estudio que demuestra la posibilidad de almacenamiento de datos en los fenómenos químicos. Los resultados fueron publicados en la revista científica Physical Chemistry Chemical Physics.

En la informática tradicional, los datos se guardan en bits o dígitos binarios, unidad básica de la información digital. En la computación cuántica, los datos se almacenan en bits cuánticos o qubits. En esta oportunidad, gracias a los logros obtenidos por los científicos, se ha encontrado la unidad básica de memoria fundamentada en la química: el chit.

El Chit o bit químico es una disposición simple de tres gotitas que, al entrar en contacto entre sí, producen reacciones oscilatorias. Su basamento en la química es la reacción conocida como Belousov-Zhabotinsky (BZ).

"Nuestra idea para el almacenamiento químico de información era simple. A partir de experimentos anteriores, sabíamos que cuando las gotas están en contacto se propagan frentes químicos de una a otra", explica el profesor Jerzy Gorecki, miembro del proyecto. "Así que decidimos buscar los sistemas de gotas más pequeños en los que las excitaciones podrían tener lugar de varias maneras, con al menos dos siendo estables".

Tomado de: http://elcomercio.pe/tecnologia/actualidad/chit-nueva-unidad-memoria-basada-quimica-noticia-1989648

Memoria Humana

Les compartimos dos vídeos sobre el proyecto de Memoria Humana que han sido desarrollados por el programa GENERACIÓN Z.

Las capsulas están dirigidas a personas jóvenes, pero resumen de forma muy clara parte de los productos obtenidos en nuestros proyectos:

Ni computadora ni lorita

No te olvides de sobrevivir

Researchers identify human brain processes critical to short-term memory

Cedars-Sinai neuroscientists have uncovered processes involved in how the human brain creates and maintains short-term memories.

"This study is the first clear demonstration of precisely how human brain cells work to create and recall short-term memories," said Ueli Rutishauser, PhD, associate professor of Neurosurgery in the Cedars-Sinai Department of Neurosurgery and the study's senior author. "Confirmation of this process and the specific brain regions involved is a critical step in developing meaningful treatments for memory disorders that affect millions of Americans."

The study's findings, published online Feb. 20 and in the April print edition of Nature Neuroscience, involve a type of brain cell, called a persistently active neuron, that is vital for supporting short-term memory. Results indicate that this specific type of neurons remain active for several seconds when a person is required to memorize an object or image and recall it at a later time.

The findings reveal critical new information on how the human brain stores and maintains short-term memories - the ability to remember ideas, thoughts, images and objects during a time frame of seconds to minutes. Short-term memory is essential for making decisions and mental calculations.
"Because impaired short-term memory severely weakens someone's ability to complete everyday tasks, it is essential to develop a better understanding of this process so new treatments for memory disorders can be developed," said Jan Kaminski, PhD, a neuroscientist at Cedars-Sinai and lead author of the study.

Researchers found persistently active neurons in the medial frontal lobe as well as the medial temporal lobe. The neurons remained active even after the patient stopped looking at an image or object. Until now, the medial temporal lobe was thought to be involved only in the formation of new long-term memories. Now, however, the new findings show that both areas of the brain are critical for maintaining short-term memory and rely upon the ongoing activity of the neurons for memorization.
During the study, a team of Cedars-Sinai neurosurgeons implanted electrodes to precisely locate the source of seizures in 13 epilepsy patients. Investigators then studied the electrical activity of individual neurons while patients performed a memory test.

During the test, patients viewed a sequence of three images, followed by a two-to-three-second delay. Then patients were shown another image and were asked to decide whether they had previously seen the image.

"A surprising finding of this new study is that some of the persistently active neurons were only active if the patient memorized a specific image," Kaminski said. "For example, the researchers discovered a neuron that reacted every time the patient memorized an image of Han Solo, a character in the movie Star Wars, but not any other memory."

Another key finding of the study was a correlation between the strength of the neurons' activity and the ability to later make use of the memory.

"We noticed that the larger the increase in activity, the more likely the patient was to remember the image. In contrast, if the neuron's activity was weak, the patient forgot the image and thus lost the memory," said Adam N. Mamelak, MD, professor of Neurosurgery, director of Functional Neurosurgery at Cedars-Sinai and a co-author of the study.

Keith L. Black, MD, chair of the Department of Neurosurgery at Cedars-Sinai, said the breakthrough can be credited to the partnership between neurosurgery and neurology clinicians working with neuroscientists.

"This unique collaboration allows us to discover the mechanisms of memory in the human brain," Black said. "This is key for moving closer to finding treatments for memory disorders, epilepsy and other diseases."

Rutishauser said a next step is understanding how multiple areas of the brain work together to support short-term memory.

"Now that specific neurons that support short-term memory have been discovered, we have a way to study their interaction systematically," he said.

Read more at: https://medicalxpress.com/news/2017-02-human-brain-critical-short-term-memory.html#jCp

Los monos se fían de su buena memoria para hacer apuestas

¿Hasta qué punto somos diferentes de otras especies animales? En 2006, los científicos nos sorprendían con la noticia de que incluso los elefantes, como había ocurrido previamente con primates y delfines, eran capaces de reconocer su imagen en un espejo. Esta es una cualidad que hasta hace poco se consideraba exclusiva de nuestra especie.

El reconocimiento de la propia imagen en un espejo se interpreta como la capacidad de individualizarse de los semejantes, de tener consciencia de uno mismo. A medida que más animales tienen la oportunidad de verse reflejados en un espejo, demuestran que en un corto periodo de tiempo, saben que no se trata de miembro de su especie el que allí aparece, sino de ellos mismos. Incluso los cerdos pueden hacer esta deducción.

Otra cualidad considerada exclusivamente humana, la metacognición, también la compartimos. Consiste en la capacidad de reflexionar sobre nuestros procesos de pensamiento y la forma en que aprendemos. Y resulta que tampoco tenemos la exclusiva; los chimpancés también pueden hacerlo, como se ha descubierto hace unos meses.

Y ahora, una nueva investigación publicada en Science ha identificado un área del cerebro de los macacos utilizada para evaluar su habilidad para evocar recuerdos, denominada metamemoria. Otro de nuestros reductos especiales, que parece que no lo es tanto.

Hasta la fecha, este proceso de metamemoria, que requiere un mayor nivel de autorreflexión sobre nuestra propia memoria (cómo funciona, nuestra habilidad para utilizarla, los beneficios de utilizarla, etc), había sido considerado por algunos como algo exclusivo de los seres humanos, aunque esta investigación sugiere lo contrario.

¿Estamos siendo destronados? En absoluto, esto solo demuestra que la evolución va sobre seguro y aprovecha lo que ya ha dado resultado para mejorarlo. Nuestra metacognición nos ha permitido tomar la delantera al resto de los primates que también la poseen, porque está más evolucionada. Igual ocurre con la metamemoria.

En el año 2000, dos investigadores, Ridgway y Saul, exploraron esta capacidad en humanos de una forma muy simple, empleando un billete de cinco libras esterlinas, algo bastante familiar para los ingleses. Se pidió a los participantes que observaran una copia de un grabado que aparece en el billete y dijeran si lo habían visto antes y dónde.

Curiosamente, el 75 por ciento de los participantes estaba completamente seguro de no haberlo visto nunca, explica un artículo publicado en "Universitas Psychologica". Cuando se les informó sobre la fuente del grabado, los participantes no podían creer que ellos hubiesen fallado en identificar algo de tan frecuente uso, y solían buscar un billete para confirmar que efectivametne el grabado aparecía allí.

Esto puso en evidencia la discrepancia entre lo que ellos creían que recordaban y lo que realmente recordaban. Y muestra varios componentes de la metamemoria: la importancia percibida de una buena memoria (logro) y el sentimiento de incomodidad por no recordar algo cotidiano (ansiedad).

Ahora Kentaro Miyamoto y su equipo, de la Universidad de Tokio, han desarrollado una forma de poner a prueba le metamemoria, pero en primates no humanos. De forma parecida al experimento anterior con humanos, los macacos tenían que juzgar su confianza en la capacidad de recordar experiencias pasadas. Y al parecer, los animales optaban por hacer apuestas más altas sobre los resultados de una prueba en la que tenían que recordar cuando estaban más seguros de que sus juicios basados en la memoria eran correctos.

A la vez, mediante neuroimagen funcional, los investigadores consiguieron identificar una región específica en la corteza prefrontal del cerebro esencial para la toma de decisiones basadas en la metamemoria, es decir, la consciencia de que podemos recordar información cuando la necesitamos para tomar una decisión. Cuando la inactivaban se producía un deterioro selectivo de la confianza de los macacos en que podían recordar, pero no de la memoria misma.

Según los investigadores, estos resultados abren el camino para un mejor estudio de las bases neuronales de la metacognición utilizando un modelo animal, donde la metamemoria había sido difícil de evaluar hasta ahora.

Tomado de: http://www.abc.es/ciencia/abci-monos-fian-buena-memoria-para-hacer-apuestas-201701122040_noticia.html

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