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De la microscopía a la “nanoscopía”. Un avance fundamental para la neurociencia.

Por José Antonio Esteban. Centro de Biología Molecular Severo Ochoa-Madrid.

Dos de los recién anunciados Premios Nobel de este año tienen una clara relevancia para la comunidad neurocientífica. Por un lado, obviamente, celebramos el Premio Nobel de Medicina, que distingue este año a John O’Keefe, May-Britt Moser y Edvard Moser por sus investigaciones sobre los mecanismos neuronales que permiten codificar información espacial en el cerebro (place cells, grid cells). Por otro lado, el Premio Nobel de Química, aunque de índole más técnica, destaca a tres investigadores que nos han abierto las puertas a la visualización de procesos “submicroscópicos” (o nanoscópicos) en células vivas, utilizando técnicas de microscopía de fluorescencia. Los tres galardonados son William Moerner (Universidad de Stanford, California, EEUU), Eric Betzig (Janelia Research Campus, Virgina, EEUU) y Stefan Hell (Instituto Max Planck de Química Biofísica, Göttingen, Alemania).

Desde los trabajos de Camillo Golgi y Santiago Ramón y Cajal (también galardonados con el Premio Nobel de Medicina, en 1906), la microscopía ha sido una gran herramienta para la neurociencia, permitiéndonos explorar y escudriñar la estructura del sistema nervioso. Sin embargo, desde finales del siglo XIX, gracias al físico alemán Ernst Abbe, sabemos que la resolución de un microscopio no puede exceder el límite de difracción de la luz que utiliza. En un microscopio óptico habitual, esto supone que no podremos distinguir dos puntos individuales si están más próximos de unos 200-300 nanometros. Con el advenimiento de la biología molecular y celular en neurociencia, este límite ha resultado particularmente frustrante, ya que una gran riqueza biológica que sostiene el funcionamiento de las sinapsis se esconde precisamente debajo de esta barrera espacial. Por ejemplo, una espina dendrítica típica o un botón presináptico en el sistema nervioso central, tienen dimensiones del orden de 300-500 nm de diámetro. Multitud de estudios bioquímicos, genéticos, electrofisiológicos y de microscopía electrónica, nos sugieren la existencia de una compleja maquinaria interna en las sinapsis, que incluye múltiples compartimentos vesiculares de transporte de membrana, y sofisticadas estructuras de anclaje molecular y adhesión celular. Sin embargo, toda esta riqueza queda literalmente difuminada en una borrosa imagen cuando intentamos visualizarla, por ejemplo, con moléculas marcadas con GFP (por cierto, también objeto de otro premio Nobel de Química, en el año 2008). ¿Cómo consiguieron Moerner, Betzig y Hell superar esta barrera, y adentrarnos en la microscopía de super-resolución?

Es importante resaltar que la limitación de la microscopía óptica tradicional no se refiere a la detección objetos muy pequeños, sino a la capacidad de resolver (distinguir) objetos que se encuentran muy próximos. La genialidad de William Moerner y Eric Betzig consistió en desarrollar técnicas que permitieran detectar moléculas fluorescentes individuales una a una (o unas pocas de cada vez). La precisión en la localización de una molécula individual es muy alta en un buen microscopio óptico, y se acerca a los 20 nm. Por tanto, si podemos visualizar sólo una pequeña fracción de las moléculas (de forma que estocásticamente no aparezcan muy juntas) podremos posicionarlas con gran precisión. Si a continuación borramos (o apagamos) estas moléculas fluorescentes e iluminamos (o encendemos) otro conjunto de moléculas, y repetimos este proceso múltiples veces, conseguiremos reconstruir una imagen completa de alta resolución (tan alta como nuestra precisión en la localización). Esto fue precisamente lo que consiguieron poner en práctica Moerner and Betzig, por medio de moléculas fotoactivables o fotoconvertibles, que pueden encenderse o apagarse (o cambiar de color) cuando son iluminadas con luz de una longitud de onda determinada. Esta técnica, bautizada con múltiples acrónimos (PALM: photo-activated localization microscopy, STORM: stochastic optical reconstruction microscopy) es conceptualmente sencilla, y probablemente al alcance de múltiples laboratorios, aunque requiere un sistema de detección de gran sensibilidad y buena relación señal-ruido, así como un procesamiento de imágenes sofisticado para la localización e integración de una gran densidad de puntos. Una limitación de estas técnicas es quizá su baja resolución temporal, ya que están basadas en un proceso iterativo de visualización de sólo una pequeña fracción de los fluoróforos, hasta conseguir reconstruir una imagen completa. Sin embargo, esta técnica ostenta el record de resolución espacial hasta el momento (10-20 nm en el plano xy), y continuamente se avanza en su resolución temporal, con nuevos fluoróforos y algoritmos de procesamiento de imágenes.

De forma independiente, y unos diez años antes del desarrollo de las técnicas de PALM/STORM, Stefan Hell ya había conseguido romper el límite de resolución de la microscopía óptica utilizando una estrategia completamente distinta. En este, caso los fluoróforos se iluminan (excitan) de la forma habitual, es decir, en conjunto. Por tanto, cada haz de luz produce fluorescencia en el punto al que se dirige, más el halo de difracción que se genera a su alrededor. La innovación consiste en eliminar la fluorescencia de este halo utilizando un segundo haz de luz de una longitud de onda mayor, que apaga (“des-excita”) los fluoróforos del halo, pero preservando un pequeño foco en su interior. El tamaño de este foco puede hacerse arbitrariamente pequeño, aunque por consideraciones prácticas (alta intensidad de luz requerida y daño de la muestra biológica), se restringe habitualmente a 30-50 nm. Los fundamentos físicos de esta técnica, conocida como STED (stimulated emission-depletion), pertenecen a la óptica cuántica y son demasiado prolijos para esta pequeña nota (¡y para este pobre neurobiólogo!). Sin embargo, como reflexionaba el propio Stefan Hell, hubiera sido sorprendente que con todo lo ocurrido en física durante el siglo XX no se hubiera encontrado algún fenómeno que nos permitiera superar la barrera de difracción. A efectos prácticos para la investigación en neurociencia, la resolución temporal de STED es mejor que la de PALM/STORM, ya que se visualiza la muestra en su conjunto en tiempo real. Sin embrago, STED requiere una configuración óptica más sofisticada, y su resolución espacial en muestras biológicas aún no ha llegado al nivel de PALM/STORM (aun suponiendo un notable avance respecto a la microscopía de fluorescencia convencional).

Debido a su reciente creación y sofisticación tecnológica, todavía no son muy numerosos los grupos de investigación en neurociencia que emplean técnicas de microscopía de super-resolución (o nanoscopía). Sin embargo, estos estudios ya están revelándonos con increíble detalle la arquitectura molecular y el dinamismo de entidades fundamentales para la biología sináptica, como las vesículas de neurotransmisor en el proceso de fusión y reciclamiento en el interior de un terminal presináptico (Westphal et al., Science 2008), o el intricado citoesqueleto de actina en continua transformación dentro de las espinas dendríticas (Frost et al., Neuron 2010). Los trabajos iniciales de prueba de concepto utilizando estas técnicas en material neurobiológico ya están claramente establecidos. A partir de ahora, podremos adentrarnos en los procesos más básicos y más íntimos que son la base de la comunicación sináptica y el funcionamiento de los circuitos neuronales en el cerebro. Sin duda nos esperan tiempos apasionantes para la neurociencia celular y molecular. ¡Tomen nota los jóvenes neurocientíficos!


					

Manteniendo viva la historia de la neurociencia

retrato de Sherrington 2



Una caja con preparaciones histológicas perteneciente a Sir Charles Sherrington (1857-1952) ha motivado un ambicioso proyecto para salvaguardar y mantener viva la historia de la neurociencia.

Los investigadores Dr Richard E. Brown y Dr Zoltan Molnar no han escatimado esfuerzos para reunir en la web history.medsci.ox.ac.uk , un archivo digital de objetos, imágenes y preparaciones histológicas y seminarios accesibles al público.

El objetivo es que cualquier estudiante, científico o docente tenga acceso al material para que pueda incorporar la historia de la neurociencia en la docencia y en la investigación.

Charles Sherrington y su caja de tesoros

Sir Charles Sherrington (1857-1952)  ganó el premio Nobel junto con Edgar Douglas Adrian en 1932 por su trabajo acerca del funcionamiento de las neuronas.  Los hallazgos y los avances conceptuales de Sherrington, uno de los padres de la fisiología moderna, son numerosos. Se centró en el estudio de la medula espinal, desgranando los principios por los que se rigen los reflejos espinales, el sistema propioceptivo y la coordinación motora.

 

Caja con preparaciones histológicas pertenecientes a Sir Charles Sherrington

Caja con preparaciones histológicas pertenecientes a Sir Charles Sherrington, conservada en Oxford desde 1936

Cuando Sherrington se jubiló de su puesto en el departamento de fisiología en Oxford en 1936 dejó allí una caja con sus preparaciones histológicas. Gracias a la gran calidad histológica y a las notas escritas sobre los portaobjetos, los científicos Dr Zoltan Molnar y Dr Richard E. Brown han podido descifrar y recuperar hoy el significado de cada preparación.

Inicialmente, los investigadores empezaron a analizar el contenido de la caja, esperando encontrar sólo preparaciones para material docente, sin embargo lo que hallaron superó todas sus expectativas.

Entre los portaobjetos había material usado en docencia pero también en investigación, preparaciones pertenecientes a otros investigadores destacados de la época Ruffini, Fritsch y Ramón y Cajal. Y la guinda del pastel, las preparaciones originales sobre las que Sherrington hizo sus descubrimientos.

La mayoría de los datos originales que han dado lugar a descubrimientos en neurociencia no se han conservado, haciendo que este material sea aún más excepcional.

A través de los 386 portaobjetos conservados los investigadores han podido reconstruir la trayectoria profesional e investigadora de Sherrington. Esta labor se ha plasmado en el artículo “Insights into the life and work of Sir Charles Sherrington” publicado en 2010 en Nature Review Neuroscience.

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Detalle de una de las preparaciones histológicas pertenecientes a Sir Charles Sherrington

Usar el material docente e investigador de Sherrington, un privilegio al alcance de todos

El equipo de investigadores ha querido ir un paso más allá escaneando a máxima resolución los portaobjetos con el objetivo de hacer un archivo digital accesible al público que pudiera utilizarse tanto en docencia como en investigación.

Después de publicar el artículo, empezamos a trabajar en maneras en las que las preparaciones histológicas pudieran ser accesibles tanto a profesores como a estudiantes de todo el mundo. El Dr Molnar implicó a sus colegas Damion Young y Jon Mason para que fotografiaran y escanearan algunas de estos portaobjetos usando un programa llamado Zoomify, que permite que al usuario observar estas preparaciones de 1890 a 1935 como si estuvieran bajo un microscopio moderno (history.medsci.ox.ac.uk/slides/)”, explica el Dr Richard E. Brown.

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Detalle de una de las preparaciones histológicas pertenecientes a Sir Charles Sherrington

Cómo surgió la iniciativa de salvar la historia de la neurociencia

El Dr Richard E. Brown explica cómo surgió la idea para este proyecto:

Nuestro proyecto sobre la historia de la neurociencia en Oxford comenzó cuando conocí al Dr Zoltan Molnar en una cena en St John´s College en Oxford en 2009. Ambos estábamos interesados en la historia de la neurociencia. Yo había escrito un artículo sobre Donald Hebb en Nature Reviews Neuroscience (The legacy of Donald O. Hebb: more than the Hebb synapse.  Nat Rev Neurosci. 2003 Dec;4(12):1013-9.) y el Dr Molnar había escrito un artículo sobre Thomas Willis en la misma revista (Thomas Willis (1621-1675), the founder of clinical neuroscience. Nature Reviews Neuroscience 5, 329-335, April 2004)”.

El Dr Molnar me contó que en su laboratorio conservaba una caja con preparaciones neuroanatómicas pertenecientes a Sherrington. Estuvimos analizando el contenido de la caja y decidimos escribir un artículo acerca de la vida y el trabajo de Sherrington (Molnár Z, Brown RE.  Insights into the life and work of Sir Charles Sherrington.  Nat Rev Neurosci. 2010 Jun;11(6):429-36.)”

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Detalle de una de la preparaciones histológicas perteneciente a Sir Charles Sherrington

El futuro del proyecto de recuperación de material histórico

El Dr Richard E. Brown detalla los objetivos futuros del proyecto:“Hemos expandido nuestro proyecto sobre la recuperación de material histórico de dos maneras. Primero, hemos colgado seminarios sobre la historia de la neurociencia en la web. Estas son accesibles al público y se pueden ver en history.medsci.ox.ac.uk/seminars/

 En segundo lugar, hemos comenzado a hacer fotografías en tres dimensiones de instrumentos utilizados a lo largo de la historia de la neurociencia. Ahora estamos realizando la documentación de estos objetos history.medsci.ox.ac.uk/360objects/

“A lo largo del próximo año iremos añadiendo en la web más material de la historia de la neurociencia que se encuentra en Oxford y más seminarios. Esta web se integrará junto a otras webs con contenido de historia de las ciencias biomédicas”.

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Detalle de una de las preparaciones histológicas pertenecientes a Sir Charles Sherrington

No sigas las huellas de los antiguos, busca lo que ellos buscaron

La cita del poeta japonés Matsuo Bashô (1644-1694) “No sigas las huellas de los antiguos, busca lo que ellos buscaron” ejemplifica bien la diferencia entre seguir a la autoridad de una disciplina o tomar ventaja de sus avances conceptuales y experimentales para abordar problemas.

Resulta realmente inspirador y emocionante ver, desde un microscopio virtual, las preparaciones sobre las que Sherrington hizo sus descubrimientos. Repasar la evidencia sobre la que se sustentan sus teorías y hallazgos, hace que su legado siga vivo.

Hemos heredado los frutos de más de un siglo de revolución en el conocimiento sobre el cerebro. Merece la pena conocer el pasado en neurociencia entender cuáles fueron los hallazgos, las metodologías y los planteamientos para abordar los problemas que tenemos hoy. El esfuerzo dedicado a distintas cuestiones científicas es intermitente, sujeto a modas y condicionada por la financiación invertida en cada época. Temas que hoy son marginales pueden guardar las claves para un avance fundamental.

Cada institución científica alberga material en los laboratorios y despachos que a fuerza de verlo cada día, pasa inadvertido. Material que posiblemente tenga un valor histórico que merezca la pena conservar y redescubrir.

Gracias a iniciativas de recuperación de material histórico como las del Dr Molnar y del Dr Brown, estos objetos no se perderán. Ojalá su ejemplo sirva para inspirar proyectos parecidos en el futuro.  

Alena Sim defendiendo su póster en el congreso de The British Neuroscience Association 2013

Alena Sim defendiendo su póster en el congreso de The British Neuroscience Association 2013

Agradecimientos

Querría agradecer y felicitar al equipo detrás del proyecto “The living History of neuroscience”. Al Dr Richard E. Brown por compartir su experiencia durante el desarrollo del proyecto, por su disposición, su entrega y entusiamo que son contagiosos. Al Dr Zoltan Molnar por compartir las fotografías que tomó personalmente de las preparaciones histológicas. A Alena Sim por su explicación detallada del proyecto en el congreso de British Neuroscience Association 2013. A Jon Mason por facilitar el acceso al contenido fotográfico de la web history.medsci.ox.ac.uk. Sin su colaboración este artículo no hubiera sido posible.

* Todas las imágenes que se publican en esta entrada o bien son de acceso al público o bien se han sido obtenidas con permiso de los autores de las mismas.

Referencias

 Molnar Z and Brown R.E. “Insights into the life and work of Sir Charles Sherrington” Nat Rev Neurosci 11, 2010

Pearce JM, “Sir Charles Scott Sherrington (1857-1952) and the synapse” J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2004 Apr;75 (4):544

Young JZ. “A visit to Sir Charles Sherrington” Med Hist.1975 Oct;19(4):393-5

From Nobel Lectures, Physiology or Medicine 1922-1941, Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1965

Seminario online impartido por el Dr Zoltan Molnar “Sherrington´s Box of Wonders”  de la página web: history.medsci.ox.ac.uk/seminars

 

 

 

 

 

 

 

Espacio interpersonal y peripersonal: la nube invisible que nos envuelve

Dr Iannetti

Igual que en el anuncio de colonia Brummel donde “la colonia de un hombre se la juega en las distancias cortas”, ser española en una cultura anglosajona supone lidiar con una nueva perspectiva sobre qué es “una distancia corta”. El espacio interpersonal, es decir el espacio físico entre dos individuos, varía entre distintas culturas: por ejemplo, saludar dando dos besos en España es una convención, sin embargo en Gran Bretaña dar dos besos en lugar de darse la mano puede tener connotaciones sexuales.  La distancia interpersonal también es diferente entre individuos que pertenecen a una misma cultura, hay gente que se siente más cómoda con una distancia física mayor, y es además dependiente del contexto, la distancia se reduce en situaciones como cuando se viaja en transporte público, en un ascensor o se espera turno en una cola.

El Dr. Giandomenico Iannetti y su equipo, en University College London (UCL), han descrito un nuevo tipo de espacio: el espacio peripersonal. Se trata de un espacio subjetivo, como una nube invisible que rodea el cuerpo y representaría el margen de seguridad entre nuestro cuerpo y el resto del mundo. Si esa espacio se traspasa, el cuerpo adoptaría una posición de defensa, poniendo en marcha reflejos para evitar posibles daños.

El Dr. Iannetti y su equipo utilizaron como modelo de estudio un reflejo básico: el reflejo palpebral. Se trata de cerrar los párpados de forma involuntaria ante un ruido intenso o por un golpe leve en la frente. Las neuronas responsables del reflejo palpebral están localizadas subcorticalmente, en el tronco del encéfalo, un área que alberga neuronas responsables de otro tipo de reflejos tales como la regulación del latido del corazón. El reflejo palpebral es tan básico y automático que se mantiene incluso en pacientes en coma.

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La investigación en células madre está muy cerca de curar la ceguera

Acuarela de la Dr Laura Gonzalez Lopez-Briones representando dos tipos de celulas fundamentales de la retina: los conos y los bastones.

Entrevista a Amanda Carr, miembro del equipo científico pionero “The London Project to Cure Blindness” (www.thelondonproject.org) , proyecto que esta a punto de conseguir curar la ceguera en los pacientes con denegeracion macular asociada a la edad.

La Dr Amanda Carr con los cultivos celulares

Gracias a los avances científicos disfrutamos de una vida más longeva, sin embargo, este progreso también ha traído un nuevo problema: nuestros cuerpos no están diseñados para vivir tanto tiempo, y en este caso más no significa mejor. La calidad de vida en la tercera edad suele ser mediocre, sufriendo una progresiva degeneración física del cuerpo ¿Es posible detener el deterioro de nuestros cuerpos?

En el caso de los pacientes con degeneración macular asociada a la edad (DMAE), el deterioro de las células de la retina deriva en ceguera. La DMAE una enfermedad crónica y la causa principal de ceguera a nivel mundial, afecta entorno al 10% de las personas mayores de 60 años y al 20% de las de 90 años. Con una población cada vez más envejecida, se estima que en las próximas décadas el número de afectados por esta enfermedad se duplique.

Una de las principales causas de la DMAE es la degeneración de las células que componen el epitelio pigmentario … Continue Reading

“How green is the grass on the other side?” HIGHLIGHTS FROM Dr. RUSHWORTH PLENARY LECTURE (OXFORD, UK)

After two years of intense preparation and the usual last-minute changes, the long-awaited FENS Forum was finally held at the CCIB in Barcelona last week. It was a real success in terms of attendance and engagement in the scientific and social events throughout the Forum. From SENC, we would like to thank the FENS Organization Committee and especially the invited speakers and participants. It would be our deepest pleasure to meet you all again in the next FENS Forum (Milan 2014).

In this post, we would like to give you a flavour of the first plenary lecture presented by Dr. Matthew Rushworth, principal investigator at the Decision and Action laboratory in the Department of Experimental Psychology at Oxford University (rushworth.psy.ox.ac.uk/). His talk was introduced by Sten Grillner (President of FENS) and focused on the reward-guided decision-making and learning mechanisms in the frontal lobe. More specifically, he gave a thoughtful insight into the functional role of different reward-related frontal brain regions including the FPC (Frontopolar Cortex), vmPFC (ventromedial Prefrontal Cortex), the mOFC (medial Orbital Frontal Cortex), the lOFC (lateral Orbital Frontal Cortex), the aPFC (anterior part of the prefrontal cortex) and the ACC (Anterior Cingulate Cortex). … Continue Reading

Noelia Martínez Molina Estudiante predoctoral en la Universidad de Barcelona Brain Cognition and Plasticity Group

A la caza del potencial de acción. Obituario a Sir Andrew Huxley.

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El pasado 30 de mayo falleció Andrew Huxley, icono de la electrofisiología del siglo XX. Con un Journal of Physiology, en 1952 el investigador británico sentó junto a Alan Hodgkin las bases del mecanismo de generación del potencial de acción, mediante una serie de experimentos llevados a cabo en el axón gigante de calamar. Este trabajo ha sido trascendental en la electrofisiología desde aquel entonces y constituyó un punto de inflexión en el camino hacia el descubrimiento de los … Continue Reading

Brain-Machine interfaces: Interview to Professor Eilon Vaadia, Hebrew University of Jerusalem

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Professor Eilon Vaadia, from the Hebrew University of Jerusalem will present his work at the FENS Forum in Barcelona. He will speak about CONTROLLING DYNAMICS BRAIN SIGNALS IN BRAIN MACHINE INTERFACE (BMI).

We asked him some questions about the symposium he will chair at the FENS congress and here are his answers:

What is the aim of the work presented in your symposium?

The main challenge of the work we do is to understand how the brain circuits, built of interconnected neurons, computes and control behavior. In particular we study how these network change during learning, how the networks generate memories and how we learn new sensorimotor skills, like playing the piano. Of special interest in this work is the work on brain machine interfaces where we can read brain electrical signals and via a computer perform tasks that the brain intends to perform.

 What are the significant data that will be announced?

The most significant data that I will present shows that we can use brain computer interfaces (BCIs)  to directly change the electrical signals of the brain and teach the brain to control artificial devices.

What is the importance and relevance of this work?

The work we do is highly significant for the basic understanding of the brain mechanisms and for clinical applications in neurological and psychiatric disorders.

Recordar lo que nunca ocurrió

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Investigadores del Instituto Scripps de California, logran generar un trazo de memoria asociativa artificial en ratones

Tal vez, mientras Kant preparaba el manual sobre la razón pura basándose en los conceptos a priori, le habría interesado incorporar a su tratado uno de los artículos aparecidos en el volumen 335 del pasado 23 de marzo de la revista Science. A fecha de hoy, la evidencia acumulada sugiere que en el cerebro de mamíferos se generan patrones internos de actividad neuronal que contribuyen a la representación de los sentidos y quizás, también, a modular su aprendizaje. ¿Pero, cómo podemos evaluar el papel modulador que esta actividad neuronal ejerce sobre el aprendizaje asociativo? … Continue Reading

Noelia Martínez Molina Estudiante predoctoral en la Universidad de Barcelona Brain Cognition and Plasticity Group

Neurociencia en Flashes de mayo: Cuestión de gustos

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¿Por qué a algunas personas les gusta el sabor del brécol mientras que otras lo encuentran amargo y desagradable? ¿Por qué hay quienes buscan siempre platos fuertes y picantes en la carta del restaurante y quienes eligen sabores suaves y familiares? Los últimos estudios están contribuyendo a desvelar las causas genéticas y neurobiológicas de las preferencias del gusto, preferencias que pueden afectar no solo a los hábitos alimenticios sino también a la salud.

Nuestro sentido del gusto es algo tan inherente a nuestras vidas que rara vez pensamos en él. Pero, como están descubriendo los científicos, el gusto no es nada común. Se trata de un proceso complejo sobre el que influyen factores como los genes, la edad y la experiencia.

Los científicos creen que el sentido del gusto evolucionó como un mecanismo de protección para evitar que comiésemos cosas venenosas y procurar que obtuviésemos las calorías y los nutrientes que necesitamos. Muchos venenos son amargos o agrios, dos sabores que tendemos a rechazar. Por otra parte, el placer que nos producen los alimentos dulces y salados garantiza que podamos cubrir nuestras necesidades nutricionales de sales (especial-mente cloruro sódico) e hidratos de carbono (incluidos azúcares). Un quinto sabor llamado umami (una palabra japonesa que significa “sabroso”) nos incita a comer alimentos ricos en glutamato, un aminoácido que se encuentra en la carne, el queso y los tomates. Algunos científicos creen que existe un sexto sabor básico que los seres humanos podemos reconocer, el correspondiente a la grasa.

El artículo que les presentamos este mes en nuestra sección de neurociencia en flashes se pregunta qué es lo que hace las personas seamos más o menos sensibles a determinados sabores. Para responder a estas y otras preguntas sobre la sensación del sabor, los neurocientíficos estudian las células receptoras del gusto y sus condicionantes genéticos, de modo que podamos comprender mejor  cómo procesa el cerebro los estímulos sensoriales, podamos identificar los factores que afectan a las preferencias gustativas y lleguemos a desarrollar estrategias más eficaces para ayudar a las personas a no comer en exceso y prevenir la obesidad.

El artículo nos ofrece un recorrido por los receptores del sistema gustativo, sus ‘preferencias’ químicas, los genes que contribuyen a la mayor sensibilidad al gusto amargo y el papel que éstos desempeñan en la elección de alimentos. También se analiza cómo la experiencia afecta a nuestras preferencias gustativas. Se habla de las influencias culturales en la sensibilidad a los gustos y como las madres transmiten sus preferencias alimenticias al bebé a través del líquido amniótico.

Finalmente se repasan los trastornos gustativos, que tanto pueden ser la consecuencia de una lesión como de una enfermedad. La ageusia (pérdida completa del gusto) o la disgeusia (percepción alterada del gusto).

Podeís consultar y descargaros el artículo entero en la sección de neurociencia en flashes de la web de la SENC.

También podéis consultar la versión original del artículo, editado por la Society for Neuroscience.

Reconstruyendo el habla desde la corteza auditiva humana

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El título de este post alude a un artículo homónimo publicado el  día  31  del pasado mes por la revista PLoS Biology (Pasley B. et al. (2012) Reconstructing Speech from Human Auditory Cortex.  PLoS Biol: 10(1)). En este estudio, los investigadores registraron la actividad de una población de neuronas en la corteza auditiva de 15 pacientes que iban a ser intervenidos para la extirpación de focos epilépticos o tumores. Gracias a ésta circunstancia, que no se presenta con tanta frecuencia como sería deseable para fines científicos, pudieron reconstruir de forma reversa los espectogramas  de las palabras que habían servido de estímulo.

Estas reconstrucciones  fueron fruto de una intensa labor a fin de encontrar el modelo que mejor decodificaba la respuesta neuronal en este nivel de la corteza auditiva y así recomponer un estímulo lo más próximo posible, acústicamente, a las palabras originales. Los registros se realizaron con múltiples electrodos situados en la superficie del lóbulo temporal lateral, incluyendo la parte posterior del giro temporal superior (pSTG). El pSTG pertenece al área de Wernicke y se piensa que está relacionado con la transformación de los estímulos acústicos en representaciones fonéticas y léxicas. Estudios preliminares de los autores habían revelado que los electrodos más informativos, es decir, aquéllos que proporcionaban una señal de mayor calidad, se localizaban aquí. La figura 1 del artículo que se muestra ilustra el paradigma experimental empleado. … Continue Reading

Noelia Martínez Molina Estudiante predoctoral en la Universidad de Barcelona Brain Cognition and Plasticity Group

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