#Sevilla Científicos consiguen que un ratón active una pantalla mediante un patrón cerebral cognitivo

Ratón
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Las interfaces cerebro-máquina representan una solución para que personas con dificultades físicas puedan comunicarse con su entorno físico y social. En el trabajo A cognition-related neural oscillation pattern, generated in the prelimbic cortex, can control operant learning in rats, investigadores de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla y la Universidad Autónoma de Barcelona han identificado un patrón funcional de la corteza prefrontal, asociado a procesos cognitivos, y lo han utilizado para activar la pantalla de un dispositivo táctil (una pantalla de iPad).

El uso de la actividad neural cortical para tareas de condicionamiento operante se realiza desde hace décadas, aunque en este caso se utiliza un dispositivo patentado por los autores. El dispositivo permite la activación de cualquier instrumento del entorno a partir de señales eléctricas cerebrales específicas seleccionadas a voluntad. En esta investigación los autores trabajaron con señales cerebrales eléctricas que permiten activar la presentación de estímulos en la pantalla táctil de un iPad. A su vez, los animales experimentales deben tocar dichos estímulos presentados en el iPad para obtener una recompensa y realizar, de este modo, correctamente la tarea.

Uno de los resultados más interesantes de esta investigación es que los ratones aprendieron a aumentar la frecuencia del patrón de actividad neuronal seleccionado a lo largo de las sucesivas sesiones experimentales, con el fin de obtener la recompensa. Los autores del trabajo demuestran también que el patrón seleccionado está relacionado con procesos cognitivos y no con actividades motoras o comportamentales, lo que significa un importante avance en el diseño de interfaces cerebro-máquina. Otro resultado de interés es que el patrón cerebral seleccionado no modificó sus propiedades funcionales tras ser usado como activador de un aprendizaje asociativo. Así pues, la corteza prefrontal –un  área cerebral particularmente relacionada con procesos y estados mentales– tiene la capacidad de producir un patrón oscilatorio que los ratones pueden generar para controlar su entorno.

Más información en la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla.

 

#Granada Un nuevo tratamiento neuropsicológico mejora la calidad de vida de pacientes que confabulan tras una lesión cerebral

Ciencia Andaluz
Cerebro

 

Científicos de la Universidad de Granada (UGR) han diseñado un tratamiento neuropsicológico que mejora notablemente la calidad de vida de pacientes que confabulan tras una lesión cerebral, una secuela que en la actualidad no tiene tratamiento. Una confabulación consiste en recordar algo que no ha ocurrido en realidad: la persona está totalmente convencida de algo que no existe o no ha sucedido.

Este estudio, publicado en la revista PLoS ONE, refleja un trabajo realizado desde el año 2010 hasta el año 2015 en el Hospital Universitario San Rafael de Granada, en colaboración con el Centro de Investigación Mente, Cerebro y Comportamiento (CIMCYC) de la Universidad de Granada.

A pesar de lo incapacitante que es la confabulación, siempre se ha considerado como una secuela “no tratable” y sólo quedaba dejar pasar el tiempo para ver si el paciente dejaba de confabular espontáneamente o continuaba haciéndolo de forma crónica, en cuyo caso la mayoría de ellos terminaban institucionalizados en residencias o centros de día ante la imposibilidad por parte de la familia de supervisarlos 24 horas al día. De ahí surgió la motivación de los investigadores de la UGR por intentar diseñar un tratamiento que fuera sencillo y fácil de realizar en cualquier ámbito sociosanitario.

Como explica la autora principal de este trabajo, Mónica Triviño, “estos pacientes te dicen por ejemplo, y están convencidos de ello, que por la mañana han estado en sus casas cocinando o que han ido a trabajar cuando, realmente, se encuentran hospitalizados. O te insisten en que han estado acompañados de una persona que no ha estado presente, llegando en algunos casos a afirmar que han estado paseando con familiares que, incluso, pueden haber fallecido hace tiempo”.

En otras ocasiones, los pacientes no sólo confabulan con su memoria, si no que las confabulaciones interfieren con lo que creen ver. Así, pueden confundir a personas desconocidas con conocidas, creer que el hospital es su casa o que la almohada de la cama es un niño pequeño acurrucado.

“Son pacientes muy peculiares, porque están completamente convencidos de sus memorias y percepciones, a pesar de ser objetivamente falsas. No obstante, es importante tener en cuenta que estas personas no quieren engañar, sino que recuerdan y/o perciben mal: simplemente las alteraciones en su cerebro hacen que la realidad estémuy confusa en sus mentes. Por tanto, requieren de supervisión continua porque suelen intentar comportarse de acuerdo a esa realidad falsa y quieren ir al trabajo, al mercado o levantarse cuando, por ejemplo, eso es imposible porque tienen la mitad del cuerpo paralizado”.

Los investigadores de la UGR han diseñado un tratamiento que consiste en nueve sesiones de una hora cada una, distribuidas en tres semanas. En el mismo se le presentan a los pacientes una serie de estímulos que deben recordar a posteriori (palabras, caras de famosos, fotografías de ellos mismos, objetos, noticias, etc.). Cuando deben recordar, surgen las confabulaciones; es decir, indican haber visto o escuchado cosas que realmente no les han sido presentadas.

Más información en la web de la Universidad de Granada.

 

#Almería Una alumna de la UAL estudia los beneficios de la expresión corporal en personas con daño cerebral

Ciencia Andaluz
Cerebro

Una alumna de Grado en Ciencias de la Actividad Física y el Deporte de la Universidad de Almería, Mirella Alonso Fernández, está haciendo su Trabajo de Grado en el CERNEP (Centro de Evaluación y Rehabilitación Neuropsicológica) estudiando los posibles beneficios de la expresión corporal sobre la conducta y el nivel de conciencia, sobre sus fortalezas y debilidades, en personas con daño cerebral adquirido.

Desde finales de abril Mirella Alonso trabaja en este proyecto en el que participan tres personas con daño cerebral adquirido. La intervención consiste en ocho sesiones divididas en cuatro semanas (dos sesiones por semana) de 45 minutos cada una. “En las sesiones se trabajan varios contenidos como la relación con los demás, la cooperación, la memoria y la atención, la empatía o la expresión. Antes y después de la intervención participantes y familiares realizaran unos test donde se compararan los posibles cambios en conducta y conciencia”, explica.

Esta alumna de la UAL quiere averiguar lo que ya se ha demostrado con personas sanas, “que la expresión corporal tiene influencia sobre algunas habilidades cognitivas como el pensamiento abstracto o la concentración, así como numerosos beneficios tales como ofrecer a la persona una inteligencia kinestésica, un incremento de sus habilidades de observación, físicas, cognitivas, sociales y afectivas, su autoestima, su pensamiento crítico, y creatividad motora. De igual forma, actividades relacionadas con la expresión corporal se han considerado adecuadas para producir mejoras en la autoestima y los estados de ánimo, tanto en niños como en adultos”.

De momento los resultados obtenidos son cuantitativos “ya que no les he pasado ningún cuestionario todavía. Sin embargo, desde que empezamos la intervención se les ve más animados y curiosos con lo que vamos a realizar ese día. Además, sienten menos vergüenza al relacionarse con sus compañeros y se muestran mas participativos y atentos a todas las dinámicas que se presentan”, señala.

Mirella Alonso asegura que aunque el objetivo de su Trabajo de Fin de Grado es mostrar si hay cambios o no en los participantes “he de decir que el mío personalmente es hacer que ellos experimenten lo que es la expresión corporal ya que con tan pocos participantes es casi imposible probar algo. Si el programa les gusta y les saca una sonrisa me quedare totalmente satisfecha”.

En este programa de expresión corporal para pacientes con daño cerebral se tratan los contenidos de interacción, cooperación, atención y memoria, empatía, expresión y percepción con ejercicios adaptados según las características de los participantes. Casi todos los ejercicios son en forma de juego donde se utiliza la música y cada uno se expresa y se mueve libremente.

Más información en la web de la Universidad de Almería

 

#Málaga A la búsqueda de soportes físicos para su uso en medicina regenerativa

Complete neuron cell diagram es
By LadyofHats (English original); Josell7 (Spanish translation) [Public domain], via Wikimedia Commons

Dos investigadores de la Universidad de Málaga (UMA), José Ángel Aguirre y Noela Rodríguez, han dado un paso más hacia la búsqueda de soportes físicos para un posible uso en medicina regenerativa. En concreto, han aportado nuevos e inéditos resultados sobre el uso del grafeno –carbono nanocristalino similar al vidrio– para aplicaciones biomédicas como la ingeniería de tejidos neurales, así como el desarrollo de dispositivos biocompatibles.
“Nuestro estudio confirma que este particular carbón nanométrico, diseñado específicamente para esta investigación, es biocompatible con una línea celular dopaminérgica, procedente de células embrionarias derivadas de embriones transgénicos de ratón, induciendo la diferenciación celular y estimulando las capacidades funcionales neuronales”, explica Aguirre, del departamento de Fisiología Humana de la Facultad de Medicina de la UMA.

Así, los expertos buscan materiales que faciliten la arquitectura celular apropiada, su polarización y la mejora de los procesos de diferenciación de células madre embrionarias, células pluripotentes inducidas o células adultas.

Los expertos buscan la mejora de los procesos de diferenciación de células madre embrionarias, células pluripotentes inducidas o células adultas
Hasta ahora, estos son los primeros resultados positivos publicados en Andalucía sobre esta línea de estudio que demuestra la compatibilidad de derivados del grafeno con la vida. Un hito investigador reconocido, incluso, por la prestigiosa revista científica internacional Plos One, que el viernes publicó un artículo sobre este trabajo.

Hito investigador

Un trabajo pionero que se completará con próximas publicaciones donde se evaluará la efectividad de varios tipos de grafeno, algunos actualmente en el mercado, con los específicamente fabricados para este proyecto; y cuyo siguiente paso será acercarse a la explotación industrial para proyectos de biomedicina.

Los expertos han trabajado en colaboración con entidades públicas y privadas que realizan el diseño exclusivo de los materiales de grafeno que se utilizan en estos estudios, como el Instituto IMDEA de Madrid, el Instituto Nacional del Carbón (INCAR) de Asturias y la empresa privada Abalonix AS en Oslo, Noruega.

Asimismo, también participan el Instituto Karolinska de Estocolmo, la Universidad de Konkuk de Corea y más recientemente, el equipo multidisciplinar del doctor González-Alegre del Perelman Center for Cellular & Molecular Therapeutics, Children Hospital of Phildelphia (CHOP) en Estados Unidos.

Más información en la web de la Agencia SINC.

 

#Sevilla Investigadores de la UPO desarrollan una terapia personalizada para pacientes NACH

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Científicos de la Universidad Pablo de Olavide, dirigidos por el investigador José Antonio Sánchez Alcázar, han patentado un nuevo método que permite determinar de forma individualizada cuál es la combinación de medicamentos más efectiva para paliar los duros efectos de la Neurodegeneración con Acumulación Cerebral de Hierro (NACH), un grupo de trastornos neurodegenerativos raros que padecen unas 60 personas en España y se caracterizan por una disfunción del sistema nervioso central y la acumulación de hierro en determinadas áreas del cerebro que provoca la discapacidad progresiva de los pacientes.

La investigación, denominada BrainCure, se ha desarrollado en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (centro mixto de investigación del CSIC, la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla y la Junta de Andalucía) y pretende lograr dar con una cura que evite las graves consecuencias que padecen los afectados como la pérdida del habla, la imposibilidad de tomar alimentos o la degeneración de la movilidad.

El objetivo general es encontrar tratamientos personalizados eficaces usando fibroblastos y células neuronales derivadas de células iPSC (células madre pluripotentes inducidas) de los pacientes NACH. Esta invención permite la búsqueda rápida de potenciales compuestos para eliminar el hierro acumulado en las células derivadas de los pacientes con NACH. “Para ello, explica el investigador principal, realizamos un cribado personalizado con una librería de compuestos farmacológicos comerciales y evaluamos su eficacia al eliminar el hierro intracelular mediante la tinción modificada de Azul de Prusia, un método conocido para detectar hierro en preparaciones de tejidos”.

Más información en la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla

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Ciencia Andaluza: Un derivado de un cannabinoide frena la acción desencadenante de la enfermedad de Huntington

Ciencia Andaluza
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Llamado desde la Edad Media como baile de San Vito, el corea de Huntington es una enfermedad neurodegenerativa calificada como huérfana. Su orfandad se deriva del hecho que afecta a un porcentaje pequeño de la población. Son pocas las empresas farmacéuticas que centran sus esfuerzos en desarrollar tratamientos para la enfermedad. Un equipo de la Universidad de Córdoba (UCO) en el Instituto Maimónides de Investigación Biomédica (IMIBIC), de la Universidad Complutense de Madrid y de la empresa cordobesa VivaCell Biotechnology ha desarrollado un nuevo compuesto cannabinoide que tiene acción neuroprotectora en modelos animales de la enfermedad, lo que abre la puerta al desarrollo de un fármaco eficaz para el tratamiento de estos pacientes.

 

La enfermedad de Huntington es de origen genético. A la espera de la acción de las nuevas técnicas de edición genética en el ámbito biomédico, no hay aún cura conocida.  Se estima que su prevalencia está en torno a cinco personas de cada 100.000, lo que la cataloga como enfermedad rara. El daño neuronal ocasiona convulsiones en los miembros, pero también episodios depresivos. “Todo ello produce un gran sufrimiento en el paciente y afecta seriamente a su salud física y mental”, explica Eduardo Muñoz, investigador principal del equipo de la UCO y el IMIBIC centrado en inflamación y cáncer.

 

El origen está en una proteína, llamada huntingtina en honor al descubridor de la enfermedad, George Huntington. Su mutación y sobreexpresión la convierte en tóxica para las células del cuerpo estriado, una parte interna del cerebro. Este núcleo regula movimientos motrices involuntarios como los del balanceo de los brazos al andar. Al alterar estas funciones, el individuo que padece el corea no puede controlar estos impulsos. La situación, para su desgracia, se agrava con el paso del tiempo.

 

Fuente: Universidad de Córdoba.

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Ciencia Andaluza: Demuestran por primera vez que existe una íntima relación entre sistemas magnéticos y ciertos estados de la actividad cerebral

Ciencia Andaluza
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Científicos de la Universidad de Granada han demostrado por primera vez que existe una íntima relación entre varios fenómenos emergentes en sistemas magnéticos, muy estudiados por los físicos de la materia condensada, y ciertos estados de la actividad cerebral.

Los investigadores, que han publicado su trabajo el la revista Neural Networks, han estudiado un modelo de cerebro constituido por una red neuronal balanceada con el 80% de sinapsis (unión entre neuronas) excitadoras (esto es, que favorecen la transmisión de información entre neuronas) y 20% de inhibidoras (que evitan que se transmita esa información).

Curiosamente, el objetivo inicial de los científicos de la UGR era estudiar cómo funciona el cerebro de los autistas, para lo que pretendían desarrollar un modelo matemático que permitiera analizar las conexiones neuronales de esta enfermedad.

Sin embargo, a medida que avanzaba su investigación pudieron demostrar matemáticamente y mediante simulaciones por ordenador la existencia en dicho sistema de un tipo de estado “vidrio de espín” que se corresponde con estados de actividad baja (Down) o actividad alta (UP) observados y descritos ampliamente en el córtex de los mamíferos, incluido el cerebro humano.

Los estados vidrios de espín (‘spin-glassstates’ en inglés) son sistemas magnéticos que han sido largamente descritos en los materiales magnéticos desordenados a baja temperatura y también aparecen en los modelos de redes neuronales artificiales.

 

Más información en la Universidad de Granada.

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