05 diciembre 2017

¡Gracias, Escuela Comunitaria Luisa Goiticoa!

Corría el año 1927 allá en Inglaterra, y el filósofo inglés Bertrand Russell decidió -junto a su esposa Dora- que no enviaría a sus dos hijos, John y Katharine, a un colegio tradicional. Se consideraban lo suficientemente preparados académicamente y con los recursos económicos suficientes, como para fundar su propia escuela, y eso hicieron. Fundaron una escuela en un lugar llamado Beacon Hill y allí estudiaron sus hijos, junto a otros niños que fueron inscritos. Su escuela pretendía ser diferente a las demás, con una filosofía diferente a las demás. La escuela se inspiró en filósofos que ya habían reflexionado antes que Russell el tema de la educación, como Dewey, Rousseau, Locke y Kilpatrick, en lo que se dio en llamar la pedagogía progresista.
Russell y su esposa incorporaron algunas de sus propias concepciones, muy avanzadas para la época, en asuntos tales como el feminismo, la educación sexual, el alcance de la libertad y la esencia de la naturaleza y la curiosidad humanas. Russell creía que al niño se le debían presentar todas las alternativas sobre un tema, y dejarle que decidiera por sí mismo. En la Beacon Hill no había libros de texto, excepto los de matemáticas. Russell decía: “No se le negará u ocultará ningún conocimiento de cualquier tipo o especie a los niños y a los jóvenes; Se respetarán las preferencias y particularidades del niño, tanto en sus tareas como en el comportamiento individual; La moral y el razonamiento surgirán de la experiencia real de los niños en grupos democráticos, y nunca de la necesidad de la autoridad o la conveniencia de los adultos”
Katharine, la hija de Bertrand Russell, ya de adulta, recuerda la educación que recibió en Beacon Hill y cuenta lo siguiente: “Los temas que se estudiaban no sólo eran difíciles, sino controversiales. Mi padre no pretendía que su educación fuese propaganda. Él siempre quería que considerásemos ambos lados de un tema antes de emitir una opinión. Aunque, en la práctica, “making up our own minds” (es decir, formarnos una opinión) por lo general significaba estar de acuerdo con mi padre, porque él sabía tanto y podía argumentar tan bien las cosas! y además, porque cuando escuchábamos “el otro lado” provenía de gente que en realidad estaba en desacuerdo con tal punto de vista”. En la escuela de Russell también había enseñanza formal, pero los niños, sobre todo los menores de 7 años, no eran obligados a recibir clases. Trabajaban con cubos, plastilina y, como Russell las llamaba, “the Montessori things”. Ningún niño era obligado a ir a clases. A partir de los siete años se les asignaba "cierto trabajo a la semana", y se esperaba que el niño "hiciera un esfuerzo para completar el trabajo de su semana". En el folleto informativo de la escuela, Russell concluía con la siguiente afirmación: "Nuestro objetivo no es producir intelectuales apáticos, sino jóvenes llenos de esperanza constructiva, conscientes de que hay grandes cosas por hacer en el mundo, y con las habilidades requeridas para hacer su parte".
Desafortunadamente, la experiencia educativa de Russell fracasó, porque no pudo sostenerse a sí misma. Fue un intento, sincero y generoso, por reescribir la educación de los niños, con una meta loable: egresar personas con la habilidad de ver los problemas del mundo y enfrentarlos. Pero como luego reconoció su esposa Dora: “Sabíamos de Freud, Adler, Piaget, Pestalozzi, Froebel, Montessori y Margaret McMillan. Pero creer que por tener un título en Cambridge y una biblioteca llena de libros de educación nos preparaba para educar niños era tan ingenuo como pensar que por poseer un título de químico se podía ser chef”
Y es que la profesión de maestro es una de las tareas más difíciles que existen porque requiere de habilidades y talentos que difícilmente se encuentran todas juntas, como la sensibilidad, la firmeza, el amor, la honestidad, la integridad, la responsabilidad, el afecto, la rectitud, y, sobre todo, la vocación y la entrega. La profesión de maestro es compleja y delicada porque su desempeño influye y afecta las etapas cruciales de la formación y consolidación de la personalidad del niño y el adolescente.
Pero así como la experiencia de educación progresista y libertaria de Russell fracasó, otra experiencia similar, llamada Summerhill, iniciada, también en Inglaterra, por el maestro Alexander  Neill, no fracasó, y sigue graduando estudiantes, desde su fundación en 1921. Se sustenta en el principio de que los niños aprenden mejor en libertad que bajo coacción. En Summerhill, todas las clases son optativas, voluntarias, y los alumnos tienen la libertad de escoger qué hacer con su tiempo. Su fundador creía que “la función del niño es vivir su propia vida – y no la vida que sus ansiosos padres creen que debería tener, ni una vida que siga los dictámenes de un maestro que cree saber mejor lo que al niño le conviene”
Hay algo en común en las experiencias de Russell y Neill. El énfasis dado a la libertad. Y hay una diferencia importante: Summerhill desarrolló normas mínimas de convivencia. Neill escribió un libro, cuyo título sigue siendo la máxima de Summerhill: “Freedom, not Licence”: un principio según el cual puedes hacer todo lo que quieras, siempre que no causes daño a los demás. En Summerhill la mayoría de los estudiantes asiste a clases, y hay algunos que deciden ir a su propio ritmo y aprender por su cuenta. Lo interesante es que los que faltan a clases son criticados por sus propios compañeros por perderse el avance de las clases y son conminados a ponerse al día. La impresión que se tenía de Beacon Hill, tal como lo reconoció Dora Russell años después, era la de un lugar salvaje dirigido por unos locos principiantes.
La Escuela Comunitaria Luisa Goiticoa no tiene nada que envidiarle a las escuelas progresistas que he mencionado. Por muchas razones, una de ellas es que, a diferencia de Beacon Hill, no está dirigida por principiantes en la educación, sino por maestras, educadoras, psicólogas y psicopedagogas, con décadas de preparación, postgrados, y experiencia. Y, a semejanza con Summerhill, este equipo de educadoras ha sabido darle a la libertad un valor fundamental, y la han reforzado con la alegría, la tolerancia, la inclusión y el amor como valores fundamentales de la Escuela. Yo tengo apenas dos años como maestro en esta escuela y empiezo a comprender lo hermoso de su esencia. Esencia que seguramente quedó en ustedes, jóvenes que hoy se gradúan.
Recuerdo que cuando me tocó dar mi primera clase de Biología en 4to de Ciencias, mi plan de evaluación preveía un seminario grupal sobre las distintas teorías del origen de la vida, plan que le comenté a la profesora Eunibia, que me dijo: “Recuerda que la filosofía de esta escuela parte del principio de tomar en cuenta todos los puntos de vista, inclusive los del creacionismo, así no estemos de acuerdo”. Y así se hizo, para lo cual reconozco que tuve que vencer algunas resistencias internas, y un grupo escogió el creacionismo como el tema de su seminario. Los estudiantes prepararon una hermosa presentación basados en el Popol Vuh, en libro de los Vedas, y la Biblia. Otra experiencia parecida la tuve en 4to. año de Humanidades cuando estudiábamos a Santo Tomás de Aquino, el filósofo que logró amalgamar los postulados aristotélicos con la filosofía cristiana de San Agustín. En esa ocasión, los estudiantes declarados no creyentes asumieron el rol de defensores de las pruebas ontológicas de la existencia de Dios, y los creyentes intentaron defender el punto de vista contrario. Otro momento similar ocurrió con el debate entre capitalismo y socialismo de la asignatura Premilitar, donde el capitalismo fue defendido, muy bien a mi manera de ver, por estudiantes con una clara afinidad por el socialismo. Estos ejemplos muestran que en la Escuela Comunitaria Luisa Goiticoa es verdad eso del ejercicio de la tolerancia, el ser capaz de aceptar los puntos de vista distintos a los propios, una de las cosas que más me ha enamorado de esta escuela.
Hace poco, los estudiantes de filosofía de 4to. año de Humanidades, los próximos que estarán sentados en esas sillas donde están ustedes ahora, escribieron unos ensayos sobre “¿Qué cambiarías en tu escuela si fueses Rousseau?” y fue grato leer cómo muchos decían que se sentían muy a gusto y cambiarían pocas cosas, apenas el sistema de materias electivas hasta incluirlas….a todas. Fue grato leer que los propios estudiantes se sienten en libertad, felices y queridos. Y yo diría que bien preparados en lo que a contenidos programáticos se refiere.
Creo que esta escuela, más que comunitaria, o, además de comunitaria, debería llamarse Escuela Experimental Luisa Goiticoa, no sólo por la cantidad de ensayos novedosos en pedagogía que se han hecho, sino por todos los que aún se pueden hacer. Recuerdo una clase de 5to de Humanidades donde discutíamos la filosofía educativa de John Dewey, así como el sistema educativo finlandés, uno de los mejores del mundo, cuando surgieron ideas interesantes de cómo quisiéramos que fuese la escuela. Surgieron ideas de pedagogías experimentales novedosas, por ejemplo: que se acabase la separación entre ciencias y humanidades y, nuevamente, así como dijeron los de 4to, que sólo hubiese un grupo de materias obligatorias y que el resto fuesen electivas. La cuestión da para un largo debate: ¿cuáles serían las obligatorias y cuáles las electivas? ¿Cómo se armonizaría eso con las exigencias que siguen al salir de bachillerato? La cuestión es compleja porque no somos una isla. Hay un macro sistema educativo allá afuera que desde hace décadas está intentando cambiarse a sí mismo y aún no lo ha conseguido. ¿De qué sirve innovar en contenidos programáticos si luego te atrapa un macro sistema con exigencias formales que echan por tierra cualquier innovación previa? Ambos esfuerzos deberían ir de la mano.
Pero, indudablemente, a pesar de sus fortalezas pedagógicas y filosóficas, en la Escuela siempre quedan o aparecen cosas por mejorar. Veo a un grupo de maestras y maestros decididos a seguir luchando por mejorarse a sí mismos, nutriéndose de esa visión humanista y progresista que le dio su personalidad y que es su sello que la diferencia de otras instituciones. 
Si por mí fuese, las Humanidades y las Ciencias deberían estar fundidas en un solo bachillerato, complementándose la una a la otra. No concibo a un bachiller en Ciencias ajeno a la filosofía o a la sociología así como no concibo a un humanista que desconoce la diferencia entre corriente alterna y directa, o no ha disfrutado la fascinación de construir una pila galvánica. Ambas disciplinas deberían ir juntas, con una visión práctica de las ciencias naturales que incluya a la biología junto a la química y la física, y una visión de la filosofía que se integre con la filología y la sociología. Aprender a hacer un circuito eléctrico, a fabricar un jabón o a realizar un cultivo hidropónico no debería ser exclusivo de científicos, así como discutir sobre los qualia, la hermenéutica, la epistemología o la dialéctica, no debería ser patrimonio cultural de los humanistas. Hacer deporte, aprender economía, aprender a ser emprendedores, hablar inglés, francés. Este es el momento del big bang, la adolescencia es una gran explosión de intereses, curiosidades y sueños.
La idea no es egresar enciclopedistas cargados de saberes innecesarios, sino que el bachiller desarrolle, no sólo sus inteligencias emocionales y afectivas, sino los saberes prácticos que le permitan un desenvolvimiento autónomo en la sociedad. Mi visión del éxito social tiene que ver primeramente con la realización de esos valores que mencioné antes: libertad, tolerancia, felicidad, inclusión y autoestima, y a ellos les añado una buena dosis de conocimientos en áreas como lengua, matemáticas, arte y ciencias. Y me quedo corto.
Creo en los méritos, en la exigencia y en la búsqueda de la excelencia, no sólo académica sino humana, en contraposición a la mediocridad, el facilismo y la corrupción del saber, que la hay. Hace poco, un examen de admisión de la Universidad Simón Bolívar tuvo que ser suspendido porque se supo que la prueba había sido vendida antes del examen. Imaginen empezar una carrera universitaria de esa manera ¿qué podrá esperarse de una generación que se inicie bajo semejante acto de corrupción?
Les pregunto ahora: ¿Se sintieron ustedes, bachilleres de la República, en libertad en esta escuela? ¿Se sintieron felices durante su permanencia en ella? ¿Se llevan un recuerdo positivo, constructivo, libre, feliz, tolerante, incluyente, de su escuela? ¿Les ayudó a madurar, a sentirse seguros para enfrentar la nueva vida que les tocará vivir? Ojalá que la respuesta a estas preguntas sea un rotundo SÍ.
Para concluir, quisiera darles algunas recomendaciones para esta nueva etapa de sus vidas que aguarda por ustedes: Primero que nada: sé feliz, sé libre, si vas a una universidad, instituto o academia siéntate en los asientos más cercanos al pizarrón, tómate tu carrera en serio, no estudies solo, arranca con buenas notas que ya después verás que todo se te hará más fácil, desconfía del que te dice “10 es nota y lo demás es lujo”. Dedícate a lo que te gusta, hazlo con pasión. La universidad te brindará múltiples opciones para tus múltiples intereses: deportivas, intelectuales, artísticas, políticas, además de las que forman el núcleo de tu carrera. Si lo deseas, involúcrate en actividades extra-académicas en la justa medida que no entorpezcan tu rendimiento académico.

Bríndale a este país tu talento, ayuda -con tus conocimientos, tu creatividad y tu ejemplo- a crear un mejor país. Ya sea que te toque ser dirigente de este país, o que tengas tu propia empresa, sea lo que sea que te depare el futuro, por sobre todas las cosas: sé honesto. Todos lo necesitamos. ¡Mucho éxito en todo lo que emprendas! y ¡Felicitaciones!

(Discurso que pronunciara como Padrino de promoción de los estudiantes de Humanidades de la Escuela Comunitaria Luisa Goiticoa en julio de 2014, luego de concluir una experiencia maravillosa de 3 años como profesor de Química, Biología y Filosofía para 4to. y 5to. año). 

Derechos reservados Rubén Carvajal Santana ©

26 septiembre 2017

Después de 15 años en un estado vegetativo, la estimulación nerviosa restaura la conciencia



Después de 15 años en un estado vegetativo, la estimulación nerviosa restaura la conciencia

24 de septiembre de 2017


Resumen: Los investigadores han sido capaces de restaurar la conciencia a un paciente que ha estado en estado vegetativo durante 15 años. El estudio innovador utilizó la estimulación del nervio vago para ayudar a restaurar la conciencia del paciente.
Fuente: Cell Press.
Un hombre de 35 años que había estado en estado vegetativo durante 15 años después de un accidente de coche ha mostrado signos de conciencia después que un equipo de neurocirujanos ha implantado un estimulador del nervio vago en su pecho. Los hallazgos, descritos en Current Biology el 25 de septiembre muestran que la estimulación del nervio vago (VNS) -un tratamiento ya en uso para la epilepsia y la depresión- puede ayudar a restaurar la conciencia incluso después de muchos años en estado vegetativo.
El resultado desafía la creencia general de que los trastornos de la conciencia que persisten por más de 12 meses son irreversibles, dicen los investigadores.
Estimulando el nervio vago, mostramos que "es posible mejorar la presencia de un paciente en el mundo", dice Angela Sirigu del Institut des Sciences Cognitives Marc Jeannerod en Lyon, Francia.
La imagen muestra cómo VNS ilumina el tálamo y el precuneus.
Después de la estimulación del nervio vago, el metabolismo aumentó en la corteza parieto-occipital derecha, tálamo y estriado. Crédito: Corazzol et al.
El nervio vago conecta el cerebro a muchas otras partes del cuerpo, incluyendo el intestino. Se sabe que es importante en la vigilia, el estado de alerta y muchas otras funciones esenciales. Para probar la capacidad de VNS para restaurar la conciencia, los investigadores, liderados por Sirigu y los médicos liderados por Jacques Luauté, querían seleccionar un caso difícil para asegurarse de que cualquier mejora no podía explicarse por casualidad. Miraron a un paciente que había estado en estado vegetativo durante más de una década sin ningún signo de mejoría.
Después de un mes de estimulación del nervio vagal, la atención del paciente, los movimientos y la actividad cerebral mejoraron significativamente, informan. El hombre comenzó a responder a órdenes simples que antes eran imposibles. Por ejemplo, podía seguir un objeto con los ojos y girar la cabeza a petición. Su madre informó de una mejor capacidad para mantenerse despierto al escuchar a su terapeuta leyendo un libro.
Después de la estimulación, los investigadores también observaron respuestas a la "amenaza" que había estado ausente. Por ejemplo, cuando la cabeza del examinador se acercó de repente al rostro del paciente, reaccionó sorprendido abriendo los ojos. Después de muchos años en estado vegetativo, había entrado en un estado de conciencia mínima.
La imagen muestra la mayor conectividad después de VNS.
Esta figura muestra el intercambio de información entre todos los electrodos antes y después de la estimulación del nervio vago (VNS). A la derecha, los colores más cálidos (amarillo / naranja) indican un aumento de la conectividad entre las regiones parietales posteriores. La imagen de NeuroscienceNews.com se acredita a Corazzol et al.
Grabaciones de la actividad cerebral también revelaron cambios importantes. Una señal de ondas EEG teta, importante para distinguir entre un estado vegetativo y un estado mínimamente consciente aumentó significativamente en áreas del cerebro involucradas en movimiento, sensación y conciencia. La VNS también aumentó la conectividad funcional del cerebro. Un PET scan también mostró aumentos en la actividad metabólica en las regiones corticales y subcorticales del cerebro.
Los hallazgos demuestran que la intervención correcta puede producir cambios en la conciencia incluso en los casos clínicos más graves, dicen los investigadores.
"La plasticidad cerebral y la reparación del cerebro siguen siendo posibles incluso cuando la esperanza parece haber desaparecido", dice Sirigu.
Los investigadores ahora están planeando un estudio colaborativo grande para confirmar y para ampliar el potencial terapéutico de VNS para los pacientes en un estado vegetativo o mínimamente consciente. Además de ayudar a los pacientes, Sirigu dice que los hallazgos también avanzarán en la comprensión de "esta capacidad fascinante de nuestra mente para producir experiencia consciente".
Acerca de este artículo de investigación en neurociencia
Financiación: El estudio contó con el apoyo del CNRS, ANR y de una beca de la Universidad de Lyon dentro del programa "Investissement d'Avenir".
Fuente: Joseph Caputo - Cell Press 
Fuente de la imagen: NeuroscienceNews.com las imágenes se acreditan a Corazzol et al. 
Investigación Original: Completo acceso abierto la investigación de “Restauración de la conciencia con la estimulación del nervio vago” por Martina Corazzol, Guillaume Lio, Arthur Lefevre, Gianluca Deiana, Laurence Tell, Nathalie André-Obadia, Pierre Bourdillon, Marc Guenot, Michel Desmurget, Jacques Luauté, y Angela Sirigu en Biología Actual . Publicado en línea el 25 de septiembre 2017 doi: 10.1016 / j.cub.2017.07.060
Abstract
Restoring consciousness with vagus nerve stimulation
Patients lying in a vegetative state present severe impairments of consciousness caused by lesions in the cortex, the brainstem, the thalamus and the white matter. There is agreement that this condition may involve disconnections in long-range cortico–cortical and thalamo-cortical pathways. Hence, in the vegetative state cortical activity is ‘deafferented’ from subcortical modulation and/or principally disrupted between fronto-parietal regions. Some patients in a vegetative state recover while others persistently remain in such a state. The neural signature of spontaneous recovery is linked to increased thalamo-cortical activity and improved fronto-parietal functional connectivity. The likelihood of consciousness recovery depends on the extent of brain damage and patients’ etiology, but after one year of unresponsive behavior, chances become low. There is thus a need to explore novel ways of repairing lost consciousness. Here we report beneficial effects of vagus nerve stimulation on consciousness level of a single patient in a vegetative state, including improved behavioral responsiveness and enhanced brain connectivity patterns.
“Restoring consciousness with vagus nerve stimulation” by Martina Corazzol, Guillaume Lio, Arthur Lefevre, Gianluca Deiana, Laurence Tell, Nathalie André-Obadia, Pierre Bourdillon, Marc Guenot, Michel Desmurget, Jacques Luauté, and Angela Sirigu in Current Biology. Published online September 25 2017 doi:10.1016/j.cub.2017.07.060

04 septiembre 2017

Olores y preferencias sociales: las raíces neuroquímicas de la atracción

Investigadores de la Universidad de California en San Diego (UCSD) han aislado dos moléculas de microARN que son responsables de mediar los cambios de neurotransmisores al pasar de la aversión a la atracción, y viceversa.

En las vastas manadas de ovejas que parecen virtualmente idénticas, el cachorrito perdido localiza a sus parientes. Los salmones nadan hacia las inmensas extensiones del mar y emigran de regreso a sus exóticas zonas de desove con una desconcertante precisión. Los científicos han sabido durante mucho tiempo acerca de tales apegos del parentesco animal, algunos conocidos como "impronta", pero los mecanismos subyacentes han estado escondidos en una caja negra a nivel celular y molecular. Ahora, los biólogos de la UCSD han desbloqueado elementos clave de estos misterios, con implicaciones para comprender la atracción social y la aversión en una serie de animales y seres humanos.

Davide Dulcis, del Departamento de Psiquiatría de la Facultad de Medicina de la UCSD, y Giordano Lippi, Darwin Berg, Nick Spitzer y sus colegas de la División de Ciencias Biológicas publicaron sus resultados en la edición en línea de la revista Neuron del 31 de agosto de 2017.

En una serie de estudios neurobiológicos que se remontan a ocho años, los investigadores examinaron larvas de ranas (renacuajos), que se sabe que nadan en grupo con miembros de la familia. Al centrar sus estudios en las pistas olfativas familiares (olores de parentesco), los investigadores lograron identificar los mecanismos por los cuales los renacuajos de dos a cuatro días elegían nadar con miembros de la familia en lugar de con miembros no familiares. Sus pruebas también revelaron que los renacuajos que estaban expuestos a olores formadores tempranos de aquellos fuera de su grupo familiar también estaban inclinados a nadar con el grupo que generaba el olor, ampliando su preferencia social más allá de su propio parentesco verdadero.

Los investigadores descubrieron que este cambio se basa en un proceso conocido como "cambio de neurotransmisores", un área de investigación del cerebro iniciada por Spitzer y más investigado por Dulcis en el contexto de los psicoestimulantes y el cerebro enfermo. El neurotransmisor dopamina se encontró en niveles altos durante la unión normal de parentesco familiar, pero cambió al neurotransmisor GABA en el caso de parentesco con olor artificial, o atracción "no parental".

"En las condiciones inversas hay un claro signo de cambio de neurotransmisores, por lo que ahora podemos ver que estos neurotransmisores están realmente controlando un comportamiento específico", dijo Dulcis, un profesor asociado. "Se puede imaginar lo importante que esto es para la preferencia social y el comportamiento. Tenemos respuestas innatas en las relaciones, enamorarnos y decidir si nos gusta alguien. Utilizamos una variedad de señales y estos odorantes pueden ser parte de la ecuación de preferencia social ".

Imagen confocal de un cerebro de renacuajo. Se observan neuronas dopaminérgicas (verdes), cuya actividad se ve aumentada durante el reconocimiento típico de parentesco, y neuronas GABAérgicas (rojas), elevadas en casos de parentesco social ampliado. La imagen de NeuroscienceNews.com se acredita a UCSD.
Los científicos llevaron el estudio a un nivel más profundo, tratando de encontrar cómo se desarrolla este mecanismo a nivel genético. La secuenciación ayudó a aislar dos microRNAs clave, moléculas implicadas en la coordinación de la expresión génica. Después de cientos de posibilidades, identificaron el microRNA-375 y el microRNA-200b como los reguladores clave que median la conmutación de neurotransmisores para la atracción y la aversión, afectando la expresión de genes conocidos como Pax6 y Bcl11b que en última instancia controlan el comportamiento de natación del renacuajo.

"Los microARN eran candidatos ideales para el trabajo", dijo Lippi, un científico del proyecto en el laboratorio de Berg en la Sección de Neurobiología de la División. "Son represores post-transcripcionales y pueden dirigirse a cientos de diferentes mRNAs para consolidar programas genéticos específicos y activar interruptores de desarrollo".

El estudio comenzó en 2009 y se profundizó en extensión y alcance a lo largo de los años. Los revisores del documento quedaron impresionados con la amplitud del proyecto, entre ellos uno que elogió a los autores "por este estudio heroico que es fascinante y completo".

"La interacción social, ya sea con las personas en el lugar de trabajo o con familiares y amigos, tiene muchos determinantes", dijo Spitzer, un distinguido profesor de la División de Ciencias Biológicas, la Atkinson Family Chair y co-director del Kavli Institute for Brain and Mind en UCSD. "Como seres humanos somos complicados y tenemos múltiples mecanismos para lograr la vinculación social, pero parece probable que este mecanismo para cambiar la preferencia social en respuesta a los estímulos olfativos contribuye en cierta medida".

Traducido de Neuroscience News (Proofreader: Rubén Carvajal Santana)

Además de Dulcis, Lippi, Berg y Spitzer, otros coautores del artículo fueron: Christiana Stark and Long Do.

Funding: The work was funded by the NIH/National Institute of Neurological Disorders and Stroke.
Source: Mario Aguilera – UCSD
Image Source: NeuroscienceNews.com images are credited to UCSD.

Referencia: Abstract for “Neurotransmitter Switching Regulated by miRNAs Controls Changes in Social Preference” by Davide Dulcis, Giordano Lippi, Christiana J. Stark, Long H. Do, Darwin K. Berg, and Nicholas C. Spitzer in Neuron. Published online August 31 2017 doi:10.1016/j.neuron.2017.08.023

03 septiembre 2017

Neurohipnotismo: Perspectivas para la hipnosis y la neurociencia

A continuación, algunos extractos del artículo de John F. Kihlstrom. Neuro-Hypnotism: Prospects for Hypnosis and Neuroscience. Cortex. 2013 Feb; 49(2): 365–374. Published online 2012 Jun 5.
doi:  10.1016/j.cortex.2012.05.016.



John F. Kihlstrom Professor Emeritus
Email Address: jfkihlstrom@berkeley.edu
Office: 3333 Tolman Hall
Education: Ph.D., University of Pennsylvania
Research Area: Cognition
Secondary Research Area: Social-Personality
Laboratory: The Human Ecology of Memory
Website: Kihlstrom Web site

Más de 150 años después de que Braid acuñó el término hipnosis y articuló la primera teoría neurofisiológica del fenómeno, el estudio de los correlatos neurales de la hipnosis y el uso instrumental de la hipnosis para estudiar los correlatos neurales de otros aspectos de la mente y el comportamiento está aún en su infancia. Pero, de nuevo, lo mismo podría decirse de muchos otros fenómenos psicológicos complejos, incluyendo la percepción y la memoria. Sin embargo, tres tendencias importantes ya son visibles. En primer lugar, los investigadores están empezando a adoptar modernas técnicas sofisticadas de imagen cerebral, especialmente resonancia magnética funcional (RMf), que puede proporcionar más análisis de grano fino de la ubicación y la línea temporal de la actividad cerebral involucradas en la experiencia hipnótica. En segundo lugar, y más importante, la teoría en esta área ha evolucionado desde un enfoque bastante simplista y romántico sobre la actividad alfa, o la hipnosis del hemisferio derecho, hasta posiciones que reconocen la complejidad de la experiencia de la hipnosis. La investigación y la teoría de la hipnosis han seguido los desarrollos de la neurociencia cognitiva de manera más amplia y ahora están listos para adoptar las técnicas más sofisticadas para mapear los complejos fundamentos neuronales de la experiencia multifacética de la hipnosis. Tercero, la hipnosis está siendo cada vez más empleada por investigadores cuyos intereses primarios están fuera del dominio de la hipnosis. Durante más de un siglo, los psicólogos han considerado la hipnosis como intrínsecamente interesante, un desafío para explicar la teoría psicológica; ahora la hipnosis también se ve como interesante por lo que puede decirnos acerca de otras cosas - como la conciencia (Kihlstrom, 2012).

Hace más de una década, Frith, Perry y Lumer argumentaron que los estudios de los correlatos neuronales de la experiencia consciente deberían contrastar las condiciones en las que el mismo estímulo físico provoca la misma respuesta conductual, sin acompañamiento de la conciencia (Frith et al., 1999). Una estrategia similar podría ser reveladora con respecto a las alteraciones hipnóticas en las funciones de monitoreo y control de la conciencia. Por ejemplo, se sabe que la amnesia posthipnótica daña la memoria explícita, pero preserva otras expresiones de la memoria implícita (Kihlstrom, 2007). En consecuencia, una estrategia de imagen cerebral que compare tanto la memoria explícita como la implícita para los ítems estudiados durante la amnesia y después de que se haya cancelado la sugestión de amnesia podría revelar una actividad neural específicamente asociada con el recuerdo consciente y las expresiones inconscientes de la memoria. Las herramientas de neuroimagen ahora están disponibles, y un siglo de investigación conductual sobre la hipnosis ha puesto los fundamentos empíricos y conceptuales para su uso apropiado. Todo lo que queda es comenzar el trabajo en serio.

Los sustratos neurofisiológicos de la hipnosis han estado sujetos a la especulación desde que el fenómeno obtuvo su nombre. Hasta hace poco tiempo, gran parte de esta investigación se orientó hacia la comprensión de la hipnosis misma, incluyendo las bases biológicas de las diferencias individuales en la hipnotizabilidad, los cambios dependientes del estado en la actividad cortical que ocurren con la inducción de la hipnosis y los correlatos neurales de la respuesta a sugerencias hipnóticas particulares especialmente la analgesia hipnótica, clínicamente útil. Más recientemente, la hipnosis ha comenzado a emplearse como un método para manipular los estados mentales de los sujetos, tanto cognitivos como afectivos, para proporcionar información sobre los sustratos neuronales de la experiencia, el pensamiento y la acción. Este uso instrumental de la hipnosis es particularmente adecuado para identificar los correlatos neurales de la percepción y la memoria conscientes e inconscientes, y de la acción voluntaria e involuntaria.

La hipnosis es una interacción social en la que una persona, designada como sujeto, responde a las sugerencias ofrecidas por otra persona, denominada hipnotizadora, para experiencias imaginativas que implican alteraciones en la percepción y la memoria conscientes y el control voluntario de la acción. En el caso clásico, estas experiencias van acompañadas de una convicción subjetiva cercana a la ilusión y de sentimientos de involuntariedad que bordean la compulsión (Kihlstrom, 2008). La hipnosis proporcionó el fundamento para el desarrollo de ambas teorías psicogénicas de la enfermedad mental y formas de perspicacia de la psicoterapia a finales del siglo XIX y principios del XX (Crabtree, 1993). Más recientemente, la hipnosis contribuyó a la "revolución de la conciencia" dentro de la psicología y la ciencia cognitiva (Hilgard, 1987), y al resurgimiento del interés de la investigación en la vida mental inconsciente (Kihlstrom, 1987, 2007).

Las diferencias individuales en la hipnotizabilidad imponen restricciones importantes en la investigación de la hipnosis: se puede estudiar la hipnosis sólo en aquellos que pueden experimentarla. Por esta razón, los investigadores no pueden simplemente exponer sujetos seleccionados al azar a una inducción hipnótica. El diseño canónico para la investigación de la hipnosis implica administrar una inducción hipnótica estándar, o un procedimiento de control, a los sujetos clasificados (en base a las escalas estandarizadas) como hipnotizables, como Sheehan y Perry, 1976. Este diseño permite evaluar tanto los correlatos de la hipnotizabilidad (en ausencia de inducción hipnótica) como los efectos del procedimiento de inducción (independiente de la hipnotizabilidad). De interés particular, por supuesto, es la interacción de estos factores, es decir, cómo los sujetos altamente hipnotizables se comportan después de una inducción hipnótica, en comparación con alguna condición de control.

Históricamente, el enfoque más popular para entender los sustratos neuronales de la hipnosis ha sido examinar los correlatos electroencefalográficos de la hipnotizabilidad y los cambios en el espectro EEG que se producen cuando se induce la hipnosis (Lee et al., 2007, Hinterberger et al., 2011, Vaitl et al., 2005). Muchos de estos estudios fueron "expediciones de pesca", realizados con la esperanza de que darían resultados interesantes, en lugar de pruebas de hipótesis específicas sobre la naturaleza o locus de los cambios electrocorticales asociados con la hipnosis. A finales de los años sesenta se sugirió que la hipnotizabilidad y la hipnosis estaban asociadas con una mayor densidad de actividad alfa en el EEG, hipótesis que sacó fuerza de los informes iniciales de aumento de la densidad alfa en el Zen y la meditación del yoga, al igual que las experiencias una vez se cree que se producen por el biofeedback EEG alfa. Consideraciones similares, así como las especulaciones sobre la relevancia de la actividad de 40 Hz a la excitación enfocada, la unión perceptiva y la propia conciencia, provocaron la investigación de la banda gamma del EEG (DePascalis, 1999, 2007). Finalmente, de una manera que recuerda la analogía del siglo XIX entre la hipnosis y el sueño, la asociación entre la actividad theta y la imaginación hipnagógica llevó a algunos investigadores a centrarse en esta porción del espectro EEG (Sabourin et al., 1990; Williams y Gruzelier, 2001 ).

El más completo de estos estudios fue informado por Ray y sus colegas, que aprovecharon la avanzada tecnología de EEG para examinar la actividad alfa, beta y theta registrada por separado de frontal, temporal, parietal y occipital sitios de hemisferios izquierdo y derecho en hipnotizable y los insusceptibles estudiantes universitarios de sexo masculino y femenino antes y después de una inducción hipnótica (Graffin et al., 1995; Ray, 1997).

A finales de los años sesenta y setenta, el reciente descubrimiento de la especialización hemisférica condujo a la propuesta de que la hipnosis está mediada por el hemisferio derecho (Bakan, 1969, Graham, 1977, Gur y Gur, 1974). Es cierto que esta hipótesis de la hipotalidad de la lateralidad se basaba en una noción algo romántica de que los hemisferios cerebrales (¡para no mencionar las personas que los poseían!) podían dividirse en el derecho creativo, intuitivo, holístico y lógico, secuencial, una visión simplista que luego fue minimizada incluso por uno de sus más ardientes defensores anteriores (Ornstein, 1997). Sin embargo, proporcionó un poderoso estímulo para el estudio de los sustratos neuronales de la hipnosis.

Los estudios psicofisiológicos han producido resultados contradictorios. Dos estudios iniciales que emplearon el bloqueo alfa EEG como índice de la actividad hemisférica no encontraron evidencia de que los sujetos hipnotizables favorecieran el hemisferio derecho o que la inducción de la hipnosis indujo un cambio de preferencia de izquierda a derecha (Morgan et al., 1971, 1974) . Sin embargo, algunos investigadores posteriores informaron que los patrones de EEG de los sujetos mostraron un cambio de la activación del hemisferio izquierdo al hipnotizado (Edmonston y Moskovitz, 1990; MacLeod-Morgan y Lack, 1982), mientras que Gruzelier y sus colegas encontraron asimetrías laterales en electrodos (EDR) que sugiere una inhibición de la actividad del hemisferio izquierdo (Gruzelier et al., 1984).

En retrospectiva, la hipótesis de la hipnosis e hipnotizabilidaddel del hemisferio derecho estaba destinada a fallar. La hipnosis tiene ciertas cualidades estereotípicamente atribuidas al hemisferio derecho, como un modo de cognición no analítico que permite a los sujetos lograr la coexistencia pacífica entre la ilusión y la realidad requerida para que un sujeto responda a las preguntas que emanan de un altavoz que no existe (Orne, 1959). Por otra parte, hay abundante evidencia para la participación del hemisferio izquierdo en la hipnosis (Jasiukaitis et al., 1996, Maquet et al., 1999), así como debería haberlo.

Los investigadores que desean utilizar métodos avanzados de imágenes cerebrales para identificar los correlatos neurales de la hipnosis y la sugestión enfrentan un dilema. Sobre la base de la resolución temporal y espacial, la RMf es preferible al PET para las investigaciones de la hipnosis de imágenes cerebrales. Pero el ambiente de la RMf es excepcionalmente ruidoso, y no es - al menos a primera vista - particularmente propicio para la hipnosis. Afortunadamente, un estudio reciente indica que las preocupaciones sobre los niveles de ruido y las restricciones físicas asociadas con la RMf probablemente han sido exageradas (Oakley et al., 2007). Incluso se ha sugerido que la hipnosis puede hacer que el proceso de RM sea más tolerable para los pacientes médicos (Simon, 1999).
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24 agosto 2017

Estas neuronas pueden "decirnos" que sigamos comiendo, incluso cuando estamos llenos

La comida es una especie de recompensa, y cuanto mejor sabe, más gratificante se siente. Una nueva investigación en ratones identifica las neuronas y circuitos cerebrales que regulan cuánto placer tienen los roedores al comer. Algunos de estos mecanismos neuronales también están involucrados en el procesamiento de recompensas. Un nuevo estudio publicado en la revista Nature Neuroscience encuentra neuronas y circuitos neuronales que controlan cuánto placer obtienen los ratones -y probablemente también los humanos- al comer.

Investigadores del Instituto Max Planck de Neurobiología en Martinsried, Alemania - en colaboración con los del Instituto Friedrich Miescher de Basilea, Suiza - se propusieron examinar los mecanismos cerebrales que gobiernan el apetito y el consumo de alimentos. Los tres primeros autores del estudio son Amelia Douglass, Hakan Kucukdereli y Marion Ponserre, los tres estudiantes de doctorado que, en este estudio, trabajaron junto con otros investigadores y autor principal Rüdiger Klein, director del Instituto Max Planck de Neurobiología.

Como explican los autores, se sabe que nuestros procesos cerebrales de búsqueda de recompensas y procesamiento de recompensas también controlan el apetito, pero cómo o si otras áreas cerebrales también pueden desempeñar un papel no se conoce por completo. El equipo también explica que investigaciones previas han demostrado que una región cerebral conocida como el núcleo central de la amígdala (CeA) está involucrada en la alimentación y el procesamiento de recompensas, pero precisamente qué neuronas y los circuitos conducen estos comportamientos no ha sido claro.

La amígdala es la región del cerebro que es clave para procesar emociones, tomar decisiones, responder a situaciones emocionalmente exigentes y aprender por asociación con eventos aterradores o placenteros. Como explica el Prof. Klein, los investigadores del Instituto de Tecnología de California en Pasadena ya señalaron que una clase de neuronas llamadas neuronas PKC-delta, que residen en este área de CeA, pueden hacer que los ratones dejen de comer.

"Encontré fascinante este estudio sobre 'neuronas de anorexia' en la amígdala", dice el Prof. Klein. Por lo tanto, para la nueva investigación, los científicos se propusieron identificar si había o no otras neuronas implicadas en el apetito y el consumo de alimentos. El equipo se centró en una población diferente de neuronas basadas en CeA llamadas neuronas HTR2a.

Estudiando las neuronas HTR2a

Los investigadores usaron una serie de innovadoras técnicas optogenéticas y farmacogenéticas para examinar estas neuronas. La optogenética es una técnica de vanguardia que altera genéticamente las neuronas con el fin de hacerlas sensibles a la luz. Luego, con la frecuencia de luz adecuada, los investigadores pueden activar y desactivar selectivamente ciertas neuronas.

Del mismo modo, la herramienta farmacogenética llamada imágenes de calcio cerebral profundo permitió a los investigadores alterar genéticamente las neuronas para que se convirtieran en fluorescentes, y por lo tanto rastreables, al contacto con el calcio.

Otra técnica utilizada para localizar las neuronas dependía del uso del virus de la rabia. Las técnicas de rastreo neuronal viral han revolucionado la neuroanatomía en los últimos años, permitiendo a los neurocientíficos hacer un mapa de las conexiones en el cerebro.

Cómo las neuronas HTR2a controlan el apetito

Usando estas técnicas, los investigadores fueron capaces de mostrar - in vivo - que las neuronas HTR2a "modulan el consumo de alimentos, promueven el refuerzo positivo, y están activas durante la alimentación." "Básicamente mostramos que las células HTR2a tienen un efecto positivo en el consumo de alimentos en ratones, y que a los ratones les gusta cuando estas células están activas", dice Douglass.

Específicamente, el equipo mostró que el cambio en estas neuronas hizo que los ratones comieran por más tiempo. De hecho, este efecto fue tanto más evidente cuando los ratones ya estaban llenos.

Adicionalmente, otros experimentos mostraron que los ratones disfrutaron de tener estas neuronas activadas; Utilizando un artefacto diseñado para el estudio, los roedores podrían activar estas neuronas presionando un interruptor con su hocico.

El autor principal Kucukdereli detalla los hallazgos, diciendo: "Estaba claro que a los ratones les gustaba tener las células HTR2a activas - no podían dejar el interruptor solo".

"Cuando se hizo ablación específicamente sólo de las células HTR2a, los ratones continuaron comiendo como lo hacían regularmente y no perdieron peso en el largo plazo, y cuando inactivamos las células HTR2a, los ratones ya no comieron tanto los alimentos apetitosos, incluso si tenían hambre".

Es importante destacar que estas neuronas parecían ejercer esta influencia en el apetito de los ratones sólo una vez que los roedores ya habían comenzado a comer. Las células HTR2a no parecían estar activas cuando los ratones estaban conscientes de que estaban a punto de recibir alimentos.

Esto sugirió a los investigadores que las HTR2a pueden afectar cómo los sabores de los alimentos. De hecho, los investigadores fueron capaces de "hacer" que los ratones disfrutaran de un cierto sabor que antes no habían preferido simplemente encendiendo estas células.

Cómo dos tipos de neuronas se inhiben mutuamente

Por último, la investigación destaca una dinámica intrigante entre las neuronas HTR2a y PKC-delta que la investigación previa había identificado en la amígdala. Después de localizar las redes neuronales, los investigadores revelaron un circuito sináptico que sugiere que las neuronas HTR2a y las neuronas PKC-delta pueden inhibirse mutuamente.

"Comer algo malo activa células PKC-delta, inhibiendo así las células HTR2a, haciendo que los animales se detengan", explica Ponserre, co-autor principal. "Por el contrario, comer algo delicioso activa las células HTR2a, inhibiendo así las células PKC-delta, haciendo que el consumo de alimentos se vincule a la recompensa".

"Ciertamente tenemos un buen punto de partida para investigar los vínculos entre el consumo de alimentos, el estado emocional y el sistema de recompensa. Es probable que haya células y circuitos similares en el cerebro humano, y esto también podría ser un interesante campo de investigación para ayudar a las personas Con trastornos alimentarios " sostiene el profesor Rüdiger Klein

Traducido de MedicalNewsToday
Publicado el 23 de agosto 2017
Por Ana Sandoiu

Referencia:
Amelia M Douglass, Hakan Kucukdereli, Marion Ponserre, Milica Markovic, Jan Gründemann, Cornelia Strobel, Pilar L Alcala Morales, Karl-Klaus Conzelmann, Andreas Lüthi & Rüdiger Klein. Central amygdala circuits modulate food consumption through a positive-valence mechanism. Nature Neuroscience (2017) doi:10.1038/nn.4623 Received 31 March 2017 Accepted 17 July 2017 Published online 21 August 2017

23 agosto 2017

La depresión de la tarde explicada por el "centro de recompensa"

El centro de recompensas del cerebro tiende a estar más activo en la mañana y en la noche, según muestra una nueva investigación. Esto podría explicar el bajón de energía que la gente tiende a sentir a inicios de la tarde. Los hallazgos pueden tener implicaciones para el trastorno bipolar, depresión y trastornos del sueño.

Un equipo de investigación del Centro de Salud Mental de Swinburne en la Universidad de Tecnología de Swinburne (SUT) en Melbourne, Australia, ha encontrado un vínculo entre un área cerebral que procesa las recompensas y la caída en los niveles de energía de la tarde,  tan familiares para muchos de nosotros.

El primer autor del estudio es Jamie Byrne, Ph.D. Candidata en SUT, quien dirigió el estudio como parte de su investigación bajo la supervisión del autor del estudio correspondiente, Greg Murray, profesor del Departamento de Psicología del SUT.

Los hallazgos fueron publicados en el Journal of Neuroscience el 21 de agosto de 2017 con el título Time of day differences in neural reward functioning in healthy young men.

Byrne y sus colegas partieron de la hipótesis de que los circuitos de recompensa del cerebro -o los caminos neurales que están activos cuando procesamos cualquier tipo de recompensa por nuestro trabajo, ya sea un postre delicioso, un bono financiero o una palabra de alabanza- variarán durante el dia.

Además, los investigadores plantearon la hipótesis de que los tiempos de estas variaciones podrían predecirse con exactitud. La suposición subyacente es que el reloj corporal del cerebro regula estas vías de recompensa.

El reloj corporal del cerebro es un diminuto grupo de células en un área llamada núcleo supraquiasmático. Este "centro de control" es responsable de regular nuestros ritmos circadianos, es decir, nuestro comportamiento diurno / nocturno y otros procesos mentales y físicos que están alineados con un ciclo de 24 horas.

El área de procesamiento de recompensas que los investigadores examinaron es el putamen, que es una gran parte del prosencéfalo. La investigación en monos ha demostrado que los circuitos y áreas de recompensa del cerebro son altamente activos cuando los mamíferos reciben una recompensa inesperada y están en su nivel más bajo cuando no reciben la recompensa que esperan.

El estudio sugiere que las caídas de la tarde pueden ocurrir en una hora específica cada día porque el putamen del cerebro está esperando una recompensa alrededor de esa hora pero no lo consigue. El centro de recompensa del cerebro estaría menos activo a las 2 p.m.

Byrne y sus colegas reclutaron a 16 varones jóvenes y saludables para participar en su estudio. Se pidió a los participantes que participaran en una tarea de juego a las 10:00 a.m., 2 p.m. y 7 p.m. Al final de cada una de las tareas, los participantes recibieron una recompensa financiera. A lo largo de los tres experimentos, el equipo midió la actividad cerebral de los participantes utilizando la resonancia magnética funcional, que es una técnica estándar no invasiva que permite a los investigadores monitorear y correlacionar la actividad neural fluctuante del cerebro.

Byrne explica: "Encontramos que las activaciones en el putamen izquierdo, el centro de recompensas ubicado en la base del prosencéfalo, fueron consistentemente más bajas en las mediciones de las 2 p.m., comparadas con las del inicio y el final del día".


Contraste BOLD de Recompensa > Línea base con las medidas "Hora del día". (Izq) Activación significativa (p <.001) del putamen izquierdo para un efecto de Hora del Día. (Der) La activación del putamen izquierdo disminuyó significativamente a las 14.00h, en comparación con 10.00h o 19.00h. Tomado del Journal of Neuroscience 21 August 2017, 0918-17
"Los datos sugieren que los centros de recompensa del cerebro podrían estar preparados para esperar recompensas a primeras horas de la tarde y estar "sorprendidos"cuando aparezcan al comienzo y al final del día. El cerebro espera "recompensas" en algunas horas del día más que en otros, porque está adaptada por el reloj del cuerpo", sostiene Jamie Byrne.

Escribiendo sobre la importancia del estudio, los autores dicen: "Este es uno de los primeros estudios en emplear un procedimiento de imágenes de medidas repetidas para explorar el ritmo diurno de la activación de la recompensa". Metodológicamente, dicen, esto eleva los estándares para la investigación neurocientífica futura, ya que el momento del día en que ocurre el escaneo cerebral parece influir en los resultados y, por lo tanto, debe tenerse en cuenta.

Los resultados pueden tener implicaciones para una variedad de condiciones neuropsiquiátricas en las que los síntomas se alternan durante el día. Tales trastornos van desde trastornos del sueño hasta problemas de abuso de sustancias, trastorno bipolar y depresión.

Traducido de MedicalNewsToday http://www.medicalnewstoday.com/articles/319092.php?utm_source=dlvr.it&utm_medium=twitter

Artículo original:
Jamie E. M. Byrne, Matthew E. Hughes, Susan L. Rossell, Sheri L. Johnson and Greg Murray. Time of day differences in neural reward functioning in healthy young men. Journal of Neuroscience 21 August 2017, 0918-17

21 agosto 2017

Bacterias intestinales podrían comunicarse con el encéfalo a través del cortisol

Resumen: Los investigadores identifican una relación predictiva entre la serotonina, el cortisol y la microbiota fecal. El estudio proporciona apoyo adicional para los hallazgos previos que implican las bacterias intestinales en los trastornos del espectro autista.

Fuente: Universidad de Illinois.

Los microbios intestinales han estado últimamente mucho en las noticias. Estudios recientes muestran que pueden influir en la salud humana, el comportamiento y ciertos trastornos neurológicos, como el autismo. Pero ¿cómo se comunican con el cerebro? Los resultados de un nuevo estudio de la Universidad de Illinois sugieren una vía de comunicación entre ciertas bacterias intestinales y metabolitos cerebrales, es a través de un compuesto en la sangre conocido como cortisol. E inesperadamente, el hallazgo proporciona un mecanismo potencial para explicar las características del autismo.

Image shows a gut.
Los investigadores adoptaron un enfoque escalonado, primero identificando las relaciones predictivas entre las bacterias fecales y los metabolitos cerebrales. La imagen de NeuroscienceNews.com es sólo para fines ilustrativos.

"Los cambios en los neurometabolitos durante la infancia pueden tener efectos profundos en el desarrollo cerebral, y es posible que el microbioma -o colección de bacterias, hongos y virus que habitan nuestro intestino- juegue un papel en este proceso", dice Austin Mudd, estudiante de doctorado En el Programa de Neurociencias en U de I. "Sin embargo, no está claro qué bacterias intestinales específicas son más influyentes durante el desarrollo del cerebro y qué factores, si los hay, podrían influir en la relación entre el intestino y el cerebro".

Los investigadores estudiaron lechones de 1 mes de edad, que son notablemente similares a los bebés humanos en términos de su desarrollo intestinal y cerebral. Primero identificaron la abundancia relativa de bacterias en el contenido de las heces y del colon ascendente de los lechones, luego cuantificaron las concentraciones de ciertos compuestos en la sangre y en el cerebro.

"Usar el lechón como un modelo animal traducible para los bebés humanos proporciona una oportunidad única para estudiar aspectos del desarrollo que a veces son más difíciles o éticamente difíciles de recopilar datos sobre los bebés humanos", dice Mudd. "Por ejemplo, en este estudio queríamos ver si podíamos encontrar bacterias en las heces de los lechones que podrían predecir concentraciones de compuestos en la sangre y el cerebro, los cuales son más difíciles de caracterizar en los bebés".

Los investigadores adoptaron un enfoque escalonado, primero identificando las relaciones predictivas entre las bacterias fecales y los metabolitos cerebrales. Encontraron que los géneros bacterianos Bacteroides y Clostridium predijeron mayores concentraciones de mioinositol, Butyricimonas predijo positivamente n-acetilaspartato (NAA), y Bacteroides también predijo mayores niveles de creatina total en el cerebro. Sin embargo, cuando las bacterias del género Ruminococcus eran más abundantes en las heces de los lechones, las concentraciones de NAA en el cerebro eran más bajas.

"Estos metabolitos cerebrales se han encontrado en estados alterados en individuos diagnosticados con trastorno del espectro autista (ASD), sin embargo, estudios previos no han identificado vínculos específicos entre géneros bacterianos y estos metabolitos particulares", señala Mudd.

El siguiente paso fue determinar si estos cuatro géneros bacterianos podrían predecir compuestos en la sangre. "Los biomarcadores de sangre son algo que podemos recoger de un bebé, por lo que es una muestra clínicamente relevante. Sería bueno estudiar el cerebro de un bebé directamente, pero imaginar a los niños es logísticamente y éticamente difícil. Sin embargo, podemos obtener heces y sangre de los niños ", dice Ryan Dilger, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Animales, División de Ciencias Nutricionales, y el Programa de Neurociencia en U de I.

Los investigadores encontraron relaciones predictivas entre la microbiota fecal y la serotonina y el cortisol, dos compuestos en la sangre que se sabe están influenciados por la microbiota intestinal. Específicamente, Bacteroides se asoció con niveles más altos de serotonina, mientras que Ruminococcus predijo concentraciones más bajas tanto de serotonina como de cortisol. Clostridium y Butyricimonas no se asociaron fuertemente con ninguno de los compuestos.

Una vez más, dice Mudd, los resultados apoyaron hallazgos anteriores relacionados con el ASD. "Se han descrito alteraciones en la serotonina y el cortisol en el suero, así como en los niveles fecales de Bacteroides y Ruminococcus en individuos con ASD".

Sobre la base de sus análisis iniciales, los investigadores querían saber si había una relación de tres vías entre Ruminococcus, cortisol y NAA. Para investigar esto, utilizaron un enfoque estadístico conocido como "análisis de mediación" y encontraron que el cortisol sérico medía la relación entre la abundancia de Ruminococcus fecal y la concentración de NAA en el cerebro. En otras palabras, parece que Ruminococcus se comunica con y hace cambios en el cerebro indirectamente a través del cortisol. "Este hallazgo de la mediación es interesante, ya que nos da una idea de una forma en que la microbiota intestinal puede estar comunicándose con el cerebro. Puede utilizarse como marco para desarrollar futuros estudios de intervención que apoyen aún más este mecanismo propuesto ", añade Dilger.

"Inicialmente, nos propusimos caracterizar las relaciones entre la microbiota intestinal, los biomarcadores sanguíneos y los metabolitos cerebrales. Pero una vez que examinamos las relaciones identificadas en nuestro estudio, nos llevaron a hallar hallazgos independientes en la literatura sobre el autismo. Seguimos siendo cautelosos y no queremos exagerar nuestros hallazgos sin el apoyo de los ensayos de intervención clínica, pero la hipótesis es que esto podría ser un factor que contribuye a los síntomas heterogéneos del autismo", dice Mudd. Curiosamente, en el tiempo desde que los investigadores escribieron el documento, otras publicaciones también han informado de las relaciones entre Ruminococcus y las medidas de desarrollo del cerebro, apoyando que esto podría ser un área prometedora para la investigación futura.

Dilger agrega: "Admitimos que este enfoque está limitado por sólo usar modelos predictivos. Por lo tanto, el siguiente paso es generar evidencia empírica en un entorno clínico. Así que es importante afirmar que sólo hemos generado una hipótesis aquí, pero es emocionante considerar el progreso que se puede hacer en el futuro basado en nuestra evidencia en el modelo preclínico de cerdos ".

Traducido de:

University of Illinois “Gut Microbes May Talk to the Brain Through Cortisol.” NeuroscienceNews. NeuroscienceNews, 21 August 2017. .

Referencia:

“Serum cortisol mediates the relationship between fecal Ruminococcus and brain N-acetylaspartate in the young pig” by Austin T. Mudd, Kirsten Berding, Mei Wang, Sharon M. Donovan & Ryan N. Dilger in Gut Microbes. Published online July 13 2017 doi:10.1080/19490976.2017.1353849

Resumen

Serum cortisol mediates the relationship between fecal Ruminococcus and brain N-acetylaspartate in the young pig

A dynamic relationship between the gut microbiota and brain is pivotal in neonatal development. Dysbiosis of the microbiome may result in altered neurodevelopment; however, it is unclear which specific members of microbiota are most influential and what factors might mediate the relationship between the gut and the brain. Twenty-four vaginally-derived male piglets were subjected to magnetic resonance spectroscopy at 30 d of age. Ascending colon contents, feces, and blood were collected and analyzed for volatile fatty acids, microbiota relative abundance by 16s rRNA, and serum metabolites, respectively. A mediation analysis was performed to assess the mediatory effect of serum biomarkers on the relationship between microbiota and neurometabolites. Results indicated fecal Ruminococcus and Butyricimonas predicted brain N-acetylaspartate (NAA). Analysis of serum biomarkers indicated Ruminococcus independently predicted serum serotonin and cortisol. A 3-step mediation indicated: i) Ruminococcus negatively predicted NAA, ii) Ruminococcus negatively predicted cortisol, and iii) a significant indirect effect (i.e., the effect of fecal Ruminococcus through cortisol on NAA) was observed and the direct effect became insignificant. Thus, serum cortisol fully mediated the relationship between fecal Ruminococcus and brain NAA. Using magnetic resonance spectroscopy, this study used a statistical mediation analysis and provides a novel perspective into the potential underlying mechanisms through which the microbiota may shape brain development. This is the first study to link Ruminococcus, cortisol, and NAA in vivo, and these findings are substantiated by previous literature indicating these factors may be influential in the etiology of neurodevelopmental disorders.

ABOUT THIS NEUROSCIENCE RESEARCH ARTICLE
Mudd and Dilger’s co-authors include Kirsten Berding, Mei Wang, and Sharon Donovan from the Division of Nutritional Sciences and the Department of Food Science and Human Nutrition at U of I.
Funding: The study was supported by Mead Johnson Nutrition.
Source: Lauren Quinn – University of Illinois
Image Source: NeuroscienceNews.com image is in hte public domain.
Original Research: Full open access research for “Serum cortisol mediates the relationship between fecal Ruminococcus and brain N-acetylaspartate in the young pig” by Austin T. Mudd, Kirsten Berding, Mei Wang, Sharon M. Donovan & Ryan N. Dilger in Gut Microbes. Published online July 13 2017 doi:10.1080/19490976.2017.1353849