En este vídeo se recoge la tertulia BIO-lógica “Alzheimer y otras enfermedades del S.XXI” que organizó el pasado 4 de abril el Colegio Oficial de Biólogos de Extremadura. Didáctica y muy recomendable.
La empresa española Brain Dynamics, especializada en neurociencia y TICs, ha desarrollado un sistema de neuronavegación que permite una reconstrucción tridimensional del cerebro. La herramienta, creada a través de un proyecto de I+D+i financiado por Corporación Tecnológica de Andalucía (CTA), facilitará la investigación y la docencia sobre el cerebro, así como la posibilidad de operaciones cerebrales menos invasivas, más eficientes y seguras para el paciente.
El mayor valor diferencial del nuevo sistema de neuronavegación, capaz de proporcionar una inmersión virtual en el cerebro humano, es su integración con la base de datos de conocimiento EBA, también desarrollada por la empresa malagueña Brain Dynamics, que aglutina e interrelaciona los datos más importantes sobre el cerebro a partir de fuentes bibliográficas, conexiones tractográficas, estudios funcionales, patrones de coactivación, etc., y los interpreta según los criterios de la neurociencia basada en la evidencia. Esto posibilita consultas, comparación con casos anteriores, obtención de diagnósticos y análisis de la evolución de una enfermedad, entre otras muchas opciones.
Así, con este proyecto, un neurocirujano podrá “meterse” dentro del cerebro del paciente y visualizar cuáles son las rutas quirúrgicas más convenientes para causar el menor daño posible durante la intervención. Como explica Antonio García Linares, director de Brain Dynamics, con la herramienta, y dentro del propio quirófano, “el cirujano puede ver si va por el buen camino en cuanto al abordaje que ha planificado”.
Aprovechando la proximidad de las fiestas navidades, en COBCM decidimos lanzar en las redes sociales el hashtag #regaladivulgación y preguntarle a nuestros seguidores en Twitter qué libro de divulgación de genética, biología, neurociencia, etc. recomendarían para regalar en estas fechas.
Aunque, sin duda, el que más veces mencionaron los amantes de la divulgación fue “Neurociencia para Julia” de Xurxo Mariño (@xurxomar), publicado por Editorial Laetoli, que varios tuiteros decidieron recomendar como la mejor opción por ser “riguroso a la vez que ameno”.
El investigador Rodolfo Llinás (Bogotá, 1964) ha recibido hoy la Medalla de Oro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la máxima distinción que otorga el organismo, por su contribución a las neurociencias, en concreto, “por sus aportaciones al conocimiento del funcionamiento cerebral, que han sido continuas y de gran importancia desde el comienzo de su carrera”. Esta distinción, la máxima que otorga el organismo, se enmarca en las actividades del Año de la Neurociencia en España
El colombiano ha agradecido el premio con una conferencia titulada “Cerebro y Mente: dos caras de la misma medalla”, en la que ha reflexionado acerca de la cognición, entendida “como el proceso premonitor de la intencionalidad, estrategia y táctica motora y la única expresión tangible del sistema nervioso respecto al mundo externo”. Entre las aportaciones más relevantes de la investigación de Llinás, destaca la caracterización de las propiedades intrínsecas de las neuronas. Crucial ha sido también su formulación de la teoría del síndrome de la disritmiatalamocortical, la cual ha cambiado, en buena medida, la manera de entender el funcionamiento global del cerebro. En concreto, el neurocientífico sitúa la conciencia en el diálogo entre el tálamo y la corteza. La conectividad entre estas dos regiones cerebrales se sustenta en las propiedades intrínsecas de cada elemento neuronal, lo que genera “oscilaciones” o “ritmos” de determinadas características. Así, en un estado dormido, el tálamo “oscila” a frecuencias bajas, mientras que en un estado activo y consciente lo hace a frecuencias altas. Patologías como la depresión, la epilepsia o el Párkinson están relacionadas con estas oscilaciones neuronales, de ahí la importancia de esta teoría, que unifica neurología y psiquiatría.
Entre sus últimos trabajos destaca el desarrollo de una nueva generación de chips que funcionan como neuronas y que abren nuevas posibilidades a campos como la computación y la robótica. Además, ha dirigido el programa científico Neurolab de la NASA, dedicado a estudiar el efecto de la falta de gravedad sobre el desarrollo y la función del sistema nervioso.
Conjuntamente con la revista Science, se concede anualmente el “Premio Eppendorf & Science en Neurobiología” a jóvenes científicos de 35 años o menores de cualquier lugar del mundo por sus contribuciones a esta especialización de la Medicina en investigaciones basadas en métodos de biología molecular y celular.
En la edición de 2011, el investigador portugués Tiago Branco, miembro del equipo de investigación postdoctoral del University College of London (Reino Unido), se ha llevado este prestigioso premio por su trabajo titulado “El lenguaje de las dendritas”, conclusiones de sus estudios desarrollados en el conocimiento del lenguaje y las estrategias de cálculo utilizadas por las dendritas en el cerebro humano. Según el trabajo del Dr. Branco la supervivencia de los animales depende de la capacidad para analizar el entorno y actuar en consecuencia. Esto requiere un óptimo procesamiento de información del mundo exterior y utilizarlo para producir una conducta apropiada del individuo, pero ¿cómo lo consigue el cerebro? La información llega a las neuronas en forma de entrada sináptica en las dendritas, prolongaciones protoplásmicas ramificadas, bastante cortas, de la neurona, que separa la entrada de la zona de acción de la iniciación potencial.
En su investigación, El Dr Branco estudió cómo las propiedades de las dendritas podrían ser utilizadas por las neuronas individuales para integrar la información y realizar cálculos específicos. En particular, se centró en la capacidad de las dendritas de discriminar entre diferentes secuencias temporales de entrada, un cálculo fundamental para el éxito de la interacción con un entorno dinámico. “Utilizando la técnica de glutamato por absorción de dos fotones para activar las sinapsis con un control preciso espacial y temporal, hemos demostrado que la presencia de los receptores NMDA permite a las dendritas discriminar de manera eficiente múltiples secuencias de entrada. Además, esta propiedad también ofrece a las dendritas la posibilidad de utilizar diferentes estrategias de cálculo dependiendo de la ubicación de entrada”, explicó el investigador.
Según sus conclusiones, estos resultados ofrecen una importante visión de cómo el cerebro realiza los cálculos que subyacen al comportamiento y sugieren que incluso las neuronas pueden resolver complejas tareas computacionales.
¿Quieres unirte en este mismo momento a una investigación sobre el diseño de fármacos o sobre la estructura de los aminoácidos? ¿O quizás ayudar a calcular los efectos del cambio climático? No es tan difícil como aparenta. Gracias a la computación ciudadana (Public-Resource Computing, en inglés), cualquier persona con un ordenador puede colaborar en la investigación científica de forma directa y en tiempo real. Basta con permitir que, mientras el equipo está desocupado, un sencillo programa realice cálculos para estudios punteros.
No se trata de una moda, sino de una necesidad de la ciencia actual. Como explicaba la historiadora Mercedes Vilanova Ribas en la revista Anthropos, “la modelización de los fenómenos físicos, químicos o biológicos de la naturaleza se encuentra en tal fase de sofisticación y complejidad que no es posible tratar ningún problema de cierta envergadura sin la ayuda de una cantidad considerable de recursos de computación”.
Pensemos, por ejemplo en un aminoácido. En función de la disposición de los átomos, existen muchas estructuras (o conformaciones) posibles para cada aminoácido. La conformación más probable es aquella en la que la energía asociada a la unión de sus átomos es menor. El método utilizado para calcular la energía de cada conformación consiste en simular el movimiento de la molécula de aminoácido en el medio acuoso. El problema es que la simulación de una conformación determinada con este método tarda una media de 75 horas en un ordenador doméstico. Si tenemos en cuenta que las conformaciones posibles de los 20 aminoácidos son un total de 25.000, harían falta dos millones de horas para concluir dicho trabajo. Sin embargo, con la computación ciudadana, la distribución de la tarea entre miles de ordenadores permite reducir a meses el tiempo requerido para hacer el cálculo.
En España está en marcha Ibercivis (www.ibercivis.es), una plataforma de computación ciudadana que engloba un número creciente de proyectos de investigación con participación de centros públicos españoles. Entre ellos cabe destacar tres ligados a la biología: DOCKING, de la Unidad de Bioinformática del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC-UAM), para la búsqueda de fármacos contra el cáncer; NEUROSIM, del Instituto de Estructura de la Materia del CSIC, que analiza las propiedades estructurales de los aminoácidos y de pequeños péptidos que actúan en el cerebro; y AMILOIDE, orientado a buscar fármacos contra las enfermedades amiloides neurodegenerativas como el Alzheimer.