El dolor

Pues como todos los que hemos sido estudiantes sabemos, una de las épocas mas dolorosas es la de las evaluaciones al final del semestre. Afortunadamente para mi, ahora que soy el profe que imparte la materia, pues tengo la sartén por el mango. Gracias a esto, le he pedido a mis alumnos del curso de Introducción a las Neurociencias Cognoscitivas que se apunten con una entrada para este blog. Ojalá y este cambio temporal de estilo sirva para desenfadar a los tres lectores que me hacen el favor de, aunque sea, echar un rápido vistazo a este humilde espacio. Hoy voy a presentar el trabajo de Agustín Melo Carrillo, quién, a propósito de las alturas del semestre en las que nos encontramos, nos va a dar una breve explicación sobre el dolor.

El Dolor.

Todos los seres humanos desde el momento en que nacemos hemos experimentado una sensación desagradable que llamamos dolor y comúnmente nos preguntamos el por qué de la existencia del mismo. La respuesta es muy sencilla, sin el dolor el ser humano no existiría. La experiencia desagradable producida por el dolor, es una ventaja evolutiva que nos provee de un mecanismo de alarma indispensable para la supervivencia.

A pesar de que el hombre ha vivido toda su historia acompañado de esta sensación desagradable, no había sido estudiada de manera sistemática hasta la formación de la Asociación Internacional para el Estudio del Dolor (IASP por sus siglas en inglés) en la década de los ochentas. De hecho fue hasta 1983 que Wall y Melzack definieron por primera vez el término de la siguiente manera: El dolor es una experiencia sensorial y emocional desagradable asociada con una lesión real o potencial o descrita en términos de la misma.

No obstante que en general el dolor es relacionado directamente con sentimientos de aversión y desagrado, el dolor es parte fundamental de la cultura de muchas sociedades. Por ejemplo, la gastronomía mexicana, en donde muchos platillos se acompañan con chile, el cual contiene una substancia que activa receptores (TRPV1) para el dolor, la capsaicina. Es por esto que la ingesta de picante desencadena una respuesta dolorosa, la cual es muy evidente en personas que no están acostumbradas a consumirlo. La exposición continua al picante (capsaicina) genera una disminución en el número de neuronas que codifican dolor, es por esto que hay personas que pueden consumir grandes cantidades de picante sin sentir dolor. Gracias al estudio de éste fenómeno, actualmente contamos con medicamentos que contienen capsaicina y su aplicación crónica disminuye la sensación dolorosa en pacientes con ciertos tipos de dolor crónico, como algunas neuropatías.

El sistema de percepción del dolor.

En condiciones normales, el dolor puede ser percibido en cualquier parte del cuerpo e incluso en el encéfalo, que anteriormente no se conocían estructuras capaces de generar esta sensación, sin embargo estudios recientes realizados por el Dr. Garcia-Larrea en Lyon, Francia han demostrado que la región operculo-insular posterior del encéfalo al ser estimulada por pulsos magnéticos puede generar dolor, sin embargo no se sabe cuales puedan ser las repercusiones de este sistema.

De manera general tenemos terminales nerviosas libres capaces de sensar dolor térmico, mecánico y químico o la combinación de estos. Esta estimulación viaja a través de neuronas tipo C y A delta hacia la médula espinal en donde se releva esta información y viaja por una segunda neurona utilizando el tracto espinotalámico hacia el tálamo. Finalmente una tercera neurona recibe la información en el tálamo y la transmite a tres regiones corticales principalmente: el sistema somatosensorial que codifica tipo, ubicación, intensidad y temporalidad del dolor, el sistema límbico que codifica la carga emocional relacionada al dolor y la corteza prefrontal que codifica la experiencia relacionada al dolor.

Cuando el dolor se vuelve una enfermedad.

Existen condiciones patológicas en donde el paciente percibe dolor sin activación de las vías dolorosas periféricas, a este fenómeno se le conoce como dolor neuropático. En la mayoría de los casos, el dolor neuropático es secundario a la lesión de las vías centrales encargadas de la codificación del dolor. En estas condiciones la lesión de este sistema hará que los pacientes perciban sensaciones dolorosas donde no existen. El caso extremo de esta condición es el miembro fantasma doloroso.

Los pacientes con miembro fantasma, son personas a las que previamente se les ha amputado alguna extremidad, y posterior a esta amputación, el paciente sigue percibiendo la extremidad como si aún existiera, hay casos en que la extremidad se percibe como dolorosa. Se han realizado diversas investigaciones para conocer más acerca de la enfermedad y hasta el momento uno de los tratamientos más eficaces es la terapia de espejos desarrollada por el Dr. Ramachandran.

La terapia consiste en que el paciente coloque su extremidad no amputada dentro de una caja que contiene un espejo justo en medio, se pide al paciente que mire el espejo y verá el reflejo de su extremidad sana. A través del uso de la retroalimentación visual artificial, es posible que el paciente “mueva” su miembro fantasma y con esto, el paciente refiere alivio del dolor.

Tratamiento farmacológico actual.

A grandes rasgos, en la actualidad contamos con tres mecanismos de acción farmacológicos para el tratamiento del dolor. El primero bloquea la vía de las prostaglandinas, substancia que desencadena dolor e inflamación, a estos fármacos se les denomina analgésicos antiinflamatorios no esteroideos (AINES), como la aspirina.  El segundo mecanismo interrumpe la transmisión del estímulo nociceptivo mediante el bloqueo de las neuronas que lo codifican, a estos fármacos se les denominan anestésicos locales, como la xilocaina.  El tercer mecanismo y posiblemente el más complejo, consiste en bloquear la percepción al dolor modulando estructuras tálamo-corticales, que codifican la intensidad, el tipo de dolor y el desagrado relacionado al mismo. Dentro de estos fármacos se encuentran los opioides como la morfina, los anestésicos inhalados como el isoflurano, y otros fármacos que bloquean la vía tálamo-cortical como los barbitúricos, benzodiacepinas, antagonistas NMDA entre otros.

Estos tres abordajes farmacológicos son eficaces para el tratamiento de dolor agudo, el cual se caracteriza por una duración menor a dos meses (cirugías, fracturas, dolor abdominal, heridas, etc.) y de dolor subagudo que se caracteriza por una duración entre dos y seis meses (artritis, gonartrosis, etc.) Desgraciadamente todos estos abordajes han resultado poco eficaces en el tratamiento del dolor crónico, aquél que dura más de seis meses, como el que encontramos en patologías como la  neuralgia post-herpética, dolor secundario a neoplasias, miembro fantasma doloroso, etc.

Nuevas perspectivas para el tratamiento del dolor.

La mejor forma de tratar el dolor es prevenirlo aunque desafortunadamente esto no es posible en la mayoría de los casos. No obstante, en todos los procedimientos médicos o enfermedades que inducen una respuesta algésica, lo indicado es utilizar los medicamentos de manera profiláctica para prevenir la actividad nociceptiva a nivel central. Por ejemplo, en los pacientes que padecen migraña, el tratamiento para la cefalea migrañosa actualmente aceptado, produce el alivio del dolor únicamente en el 40% de los pacientes, sin embargo cuando se da un tratamiento profiláctio a la aparición de la cefalea, la eficacia del tratamiento aumenta.

Retos en la investigación y tratamiento del dolor.

            La investigación actual del dolor se ha centrado principalmente en los tres siguientes abordajes: el primero es la descripción anatomo-funcional de las áreas involucradas en la génesis y mantenimiento del dolor crónico, el segundo estudia los mecanismos intracelulares desencadenados por procesos nociceptivos y el último estudia nuevos abordajes farmacológicos. Estos avances permiten generar nuevas estrategias terapéuticas de mayor eficacia. En la actualidad contamos con fármacos que bloquean de manera específica y definitiva el dolor, sin embargo su mecanismo de acción bloquea otras funciones cerebrales como la memoria, el sueño, aspectos de la personalidad etc., lo que genera efectos secundarios no deseados que afectan la calidad de vida del paciente.

            En conclusión, el dolor es una de las experiencias sensoriales menos conocidas, es una fuente de gran frustración para los pacientes y para el médico que los trata, sin embargo conforme el ser humano conozca más sobre esta sensación, los tratamientos serán más eficaces y las repercusiones mucho menores.

 Bibliografía.

Flor H, Turk DC, Chronic Pain: An integrated biobehavioral approach. IASP press, 2011.

Garcia-Larrea L, Perchet C, Creac’h C, Convers P, Peyron R, Laurent B, Mauguière F and Magnin M. Operculo-insular pain (parasylvian pain) a distinct central pain síndrome. Brain 2010: 133; 2528–2539 | 2528.

International Headache Society. The International Classification of Headache Disorders. 2nd edition (ICHD-II). Cephalalgia 2004;24(Suppl 1):1–160.

Kopf A, Patel NB, Guide to Pain Management in Low-Resource Settings. International Association for the Study of Pain, 2010.

McMahon S, Koltzenburg M, Wall and Melzack’s Textbook of Pain, Churchill Livingstone; 5 edition (Sep 21 2005)

Ramachandran V.S., Blakeslee S and Morrow QW. Phantoms in the Brain: probing the mysteries of the human mind. Harper Collins publishers, 1999.

Sin palabras...

De la Wikipedia: Sir John Bertrand Gurdon (JBG), (born 2 October 1933) is a British developmental biologist. He is best known for his pioneering research in nuclear transplantation and cloning. He was awarded the Lasker Award in 2009. In 2012, he and Shinya Yamanaka were awarded the Nobel Prize for Physiology or Medicine for the discovery that mature cells can be converted to stem cells.

Chocolate y... salud!

Como todos mis cuates saben, uno de mis grandes problemas es que soy un ávido fan del chocolate. Siempre procuro tener a la mano un paquete de m&m´s para, parafraseando a Les Luthiers, “satisfacer mis mas bajas pasiones”. Claro que con la edad uno empieza a preocuparse por la salud y es entonces que viene el remordimiento de conciencia por andar satisfaciendo ese dulce apetito. Sin embargo, y como escribí hace algún tiempo en este blog (http://neurocog.blogspot.ca/2010/07/un-chocolate-para-el-mundial.html), al parecer no todo es pecado en el hábito de comer chocolate. Bueno pues recientemente un grupo de investigadores de las Universidades de L´Aquila y de Pisa, en Italia, acaban de publicar un nuevo artículo con más buenas noticias.

Los investigadores Desideri, Kwik-Uribe, Grassi, Necozione, Ghiadoni, Mastroiacovo, Raffaele, Ferri, Bocale, Lechiara, Marini y Ferri, publicaron sus resultados en la revista Hypertension en Agosto de este año bajo el título de “Benefits in Cognitive Function, Blood Pressure, and Insulin Resistance Through Cocoa Flavanol Consumption in Elderly Subjects With Mild Cognitive Impairment”, que es algo así como “Beneficios en las funciones cognoscitivas, la presión sanguínea y la resistencia a la insulina en personas mayores con deterioro cognoscitivo leve”. El propósito del estudio fue investigar el efecto del consumo de flavanoles en esta población. Los flavanoles son un grupo de moléculas que se encuentran en las uvas y el vino tinto-, las manzanas, en algunos tipos de té y, especialmente, en la cocoa, incluyendo al chocolate obscuro.

Bueno, pues estos investigadores siguieron a un grupo de 90 adultos mayores con diagnóstico de deterior cognoscitivo leve en un estudio de doble ciego durante 8 semanas.  Durante este tiempo los voluntarios fueron divididos en tres grupos que difirieron en la ingesta de flavanoles contenidos en una bebida de cocoa. El primer grupo consumió diariamente una dosis baja de flavanoles (45 mg), el segundo consumió una dosis intermedia (520 mg), y el último consumió una dosis alta (990 mg).  

Que encontraron?

Pues sus resultados son bien interesantes. Por ejemplo, los investigadores encontraron que los grupos que consumieron dosis mas altas de flavanoles resolvían mas rápidamente laberintos  y mostraban una mayor fluidez verbal que los que consumieron dosis bajas. Desde la perspectiva fisiológica, también encontraron que las dosis altas e intermedias mejoraban la resistencia a la insulina y la presión sanguínea. Los investigadores concluyeron que sus datos apoyan la hipótesis de que el consumo regular de flavanoles contenidos en la cocoa pudiera mejorar el desempeño cognoscitivo en adultos con deterioro cognoscitivo leve en un periodo relativamente corto de tiempo.

Bueno, pues está buena noticia viene acompañada de un descubrimiento que hice hace poco de una empresa que vende chocolate obscuro con diferentes tipos de frutas, como moras o granadas, lo cual es fantástico porque como diría Remy “…Oh, Gusteau was right. Oh, mmm, yeah. Each flavor was totally unique. But, combine one flavor with another, and something new was created!”. Y si, no me queda decir mas que !Amén Remy! 

Cara de gay

Uno de los temas mas intensamente investigados actualmente en las neurociencias es el relacionado a cómo el cerebro procesa la información de los rostros que vemos todos los días. Si lo pensamos un poco nos podremos dar cuenta que cuando vemos un rostro nuestro cerebro es capaz de extraer muchísima información. Por ejemplo podemos extraer la edad, la raza, o el estado emocional del sujeto dependiendo de su expresión facial. Otro aspecto que nuestro cerebro puede identificar es si el individuo es hombre o mujer, aunque claro, luego uno se puede llevar sus sorpresas. Pues en relación a esta idea es que uno de mis alumnos (David Loyo) se animó a participar en este blog. A continuación les presento su contribución, la cual se basa en un artículo publicado en PLOS One en este 2012, y que se titula “The roles of featural and configural face processing in snap judgments of sexual orientation”.

“Cara de gay”

Respecto de la homosexualidad cualquiera puede encontrarse, cada vez mas, con formas nuevas de nombrarla y hacerla evidente (tanto en quien es homosexual como en quien no). Estas expresiones van desde la burla, la ofensa e, incluso, a lo gracioso. Entre mis amigos cercanos esto ha sido, en ocasiones, tema de charla que termina arrancando más de una carcajada. Pero mi franca sorpresa la he tenido hace un par de meses cuando, viendo un capítulo de GLEE (una de mis series favoritas), me encontré con que Sebastian (Grant Gustin) líder vocal de los Dalton Warblers le dice a Kurt (Chris Colfer): "[…] Uno de nosotros tiene cara de gay alocado y no soy yo". Aquello era, sin duda, una muestra: de la crueldad de Grant Gustin interpretando el papel de Sebastian y su lucha por “bajarle el novio” a Kurt; y, por supuesto, de lo gracioso que resulta señalar lo obvio. Quienes siguen la serie sabrán que la homosexualidad de Kurt Hummel es tan evidente como el hecho de que uno más uno suma dos, pero ¿cara de gay? ¿Es eso posible?

En este sentido, diversos autores, entre ellos Ekman (1993) y Macrae & Bodenhausen (2000) han comentado que es posible extraer cierta información como sexo, edad aproximada, estado sentimental, categoría social, raza, etc., etc., con tan sólo un rápido vistazo al rostro. Empero, la novedad se encuentra en lo que Joshua A. Tabak y Vivian Zayas —entre otros— encontraron. Pues sucede que, de acuerdo a su investigación, también es posible inferir la orientación sexual a partir de la mera observación facial y con base en dos mecanismos específicos del procesamiento cerebral del rostro, a saber, “featural” (de características) y “configural” (de configuraciones).

Básicamente estos señores hicieron de Facebook su base de datos para encontrar sujetos que se autodenominaran homosexual u heterosexual. Tomaron las fotografías de sus perfiles y luego de editarlas para evitar sesgos culturales, las mostraron a una serie de participantes durante no más de 50 ms cada fotografía. Los sujetos experimentales debían observar la fotografía y emitir su juicio consistente en gay o hetero respecto del sujeto observado.

Los resultados, no menos que el controversial procedimiento, resultan interesantes pues sucede que con una confiabilidad de 0.5 los participantes fueron capaces de reconocer la orientación sexual de los sujetos de observación tanto en hombres como en mujeres con un 60% de probabilidad de acertar, superando así un reconocimiento por puro azar. Además, los investigadores encontraron que la orientación sexual, en el caso de los sujetos femeninos, fue más fácil de enjuiciar y que, por su parte, había una mayor probabilidad de hacer —lo que ellos llamaron— un falso reconocimiento en cuanto a sujetos masculinos. En otras palabras, a los participantes se les facilita resolver tanto si una mujer como un hombre es hetero o gay, pero tienden a suponer como gay en mayor medida a un hombre hetero que a una mujer hetero. Esto nos habla, sin duda, de la posible intervención de la expectativa del rol cultural de género: es más socialmente aceptado y, por lo tanto, mal enjuiciado el hecho de que una mujer pueda ser un tanto masculina a diferencia del hecho de que un hombre pueda ser un tanto femenino.

Pero entonces ¿es posible tener cara de gay?

Para contestar esta cuestión es necesario puntualizar que esta investigación no fue mera ocurrencia de los autores, como quien decide crear el hilo negro, sino que se cimienta en cierta habilidad de la que se dicen poseedoras las personas homosexuales y que consiste, básicamente, en la capacidad para reconocer a otro sujeto homosexual. A esto se le ha llamado, coloquialmente, "gaydar". A la fecha esta supuesta capacidad de reconocimiento había sido —digamos— aceptada suponiéndose basada en juicios de valor respecto de la apariencia y actitudes de las personas en comparación a otras y referido a la expectativa cultural existente sobre el rol de género y que el sujeto debe cumplir.

Estas dos fotografía son idénticas, excepto que una tiene mas contraste que otra. La ilusión es llamada "Illusion of Sex" y fue compuesta por Richard Russel the Harvard University.

Sin embargo, estos autores suponen y plantean la hipótesis de que dicho reconocimiento va más allá de cualquier juicio de valor respecto del comportamiento del sujeto, sino que puede inferirse sólo con la observación del rostro de la persona hetero u homosexual. En este sentido intervienen los procesos featural y configural refiriéndose a un reconocimiento del rostro en base a las características del mismo y uno en base a la estructura y relación de sus partes anatómicas, respectivamente. El caso es que, incluso cuando se presentaron los rostros invertidos en una presentación posterior del mismo experimento, (comprometiendo seriamente el mecanismo configural del procesamiento del rostro) los individuos mantuvieron la probabilidad de acierto en un 60%, lo que nos hace pensar que dicha capacidad de “reconocer” a un individuo homosexual de un heterosexual sí es posible. Aunque decir que tiene “cara de gay” no podamos demostrarlo… aún.

Blog participado por David Loyo.

Altruista de Corazón...o de porqué los buenos son mas cabezones!

¿Alguna vez te has preguntado la razón por la cual hay gente más altruista que otra? Es decir, debe de haber alguna razón de porqué algunas gentes realmente ayudan de corazón a otros individuos, pero otros, nomás se pasan de gallos y no se tientan el corazón para ayudar a nadie aunque tu estés seguro que de chiquitos su santa Madre les decía que hay que hacer el bien sin mirar a quien.

Bueno, pues un estudio publicado en el mes de Julio en Neuron, bajo el título de “Linking brain structure and activation in temporoparietal junction to explain the neurobiology of human altruism, Morishima, Schunk, Bruhin, Ruff y Fehr del del Departamento de Economía de la Universidad de Zurich parecen explicarnos el porqué de esta conducta.

¿Que hicieron?

Estos investigadores no solo les aplicaron pruebas para medir el altruismo a treinta voluntarios, sino que les tomaron imágenes anatómicas y funcionales de su cerebro mientras realizaban tareas específicas para medir dicha conducta. Los científicos utilizaron las famosas pruebas del dictador y de reciprocidad para estimar los parámetros de preferencia social de los sujetos (que tan cuates o gachitos eran los participantes para repartir dinero con otra persona). En el juego del dictador los sujetos se enfrentaron a varios problemas en los cuales tenían que escoger una opción en las que se les asignaba dinero a ellos o a un socio anónimo. Por ejemplo, en uno de ellos el sujeto podía escoger una decisión altruista que incrementaba la ganancia del socio, pero a costillas de las ganancias del voluntario. En el juego de reciprocidad la persona podía hacer una decisión altruista o una decisión egoísta, la cual consistía en apañarse el billete. En este juego se le preguntaba al sujeto como se conduciría si el otro participante tomaba la postura egoísta y se quedaba con el dinero o si el otro participante era altruista, y que basado en esa conducta, escogiera que haría. Los investigadores consideraban que si en el juego del altruismo el sujeto cedía dinero cuando el otro también había cedido, entonces era altruista, pero si se quedaba con el dinero pese a que el otro había cedido, entonces era egoísta. En realidad el protocolo era mas complejo que eso, pero a grandes rasgos de eso se trataba el experimento conductual.

Ok, ¿Qué fue lo que encontraron?

Bueno, pues los resultados fueron bien interesantes. Ellos encontraron que el volumen neuronal de la corteza que se encuentra justo entre los lóbulos temporal y parietal del hemisferio derecho (right temporoparietal junction) está significativamente asociado con las conductas altruistas y con las activaciones funcionales de esta región que ocurrían cuando el sujeto estaba tomando decisiones altruistas. Dicho en otras palabras aquellos sujetos que tenían mayor materia gris en esta región eran más altruistas que aquellos que, literalmente, les faltaba materia gris.

Pues claro está ahora. No es que el Grinch, o Scrooge tuvieran un corazón pequeño, sino que esos tíos todos gandayas en realidad lo que tenían era una pobreza neuronal. O dicho de otra manera, no es que la madre Teresa tuviera un gran corazón, ahora sabemos que su grandeza residía en la unión temporoparietal del lóbulo derecho!

Si quieres saber mas sobre el altruismo, chécate este blog anterior: http://neurocog.blogspot.ca/2010/09/la-cooperacion-social-y-el-huracan.html

El estrés y esa afortunada plasticidad cerebral

A todos nos ha pasado que tenemos temporadas en las que poco a poco se nos va acumulando el estrés. Por ejemplo, me acuerdo de que cuando presenté mi examen para obtener el grado de Doctor en Investigación Biomédica, pase unos meses durísimos completando algunos experimentos y terminando de pulir la tesis. La puntilla del estrés llegó en el momento cuando me asignaron al jurado y me encontré con algunos nombres que al ser pronunciados, a más de uno le producían contorciones intestinales incontrolables. Recuerdo que había momentos que rayaban en la desesperación porque que por más que estudiaba, el cerebro parecía haber ya dado todo de sí. Bueno, pues ahora unos años después (no digamos cuantos…) me encontré con una joya de artículo publicado unos años atrás. El artículo en cuestión se titula “Psychosocial stress reversibly disrupts prefrontal processing and attentional control”, o algo así como “El estrés psicosocial deteriora reversiblemente el procesamiento prefrontal y el control de la atención”. Este artículo publicado por Liston, McEwen y Casey, de las universidades de Cornell y Rockefeller fue publicado en el PNAS en Enero del 2009.

¿Qué hicieron?

Bueno, pues estos autores diseñaron un experimento bien ingenioso. Lograron reclutar a 20 sujetos cuatro semanas antes de que presentaran exámenes académicos importantes en sus vidas (como sería un examen profesional, o un examen de admisión a la universidad) y les evaluaron el nivel de estrés así como su actividad cerebral al realizar una tarea cognitiva que requería altos niveles de atención. De esta manera pudieron saber realmente a cuanto estrés estaban sometidos, y como funcionaba su cerebro bajo esa presión. Después de esto, los investigadores volvieron a evaluar a los mismos sujetos un mes después de que habían presentado sus exámenes, es decir, dos meses después del primer experimento, ya que estaban mas relajados. Los investigadores también evaluaron a un grupo de sujetos que no estuvo sometido a estrés y el cual sirvió como grupo testigo.

¿Qué encontraron?

Pues los resultados que reportan son muy interesantes. Para empezar sus resultados confirmaron que los sujetos que iban a presentar los exámenes realmente estaban más estresados que el grupo control. Después, en el estudio del nivel de atención, los autores encontraron que había una correlación negativa entre el nivel de estrés y la capacidad de atención, es decir, a mayor estrés mas pobre era la atención de estos sujetos. Estas deficiencias correlacionaron con la integridad funcional de la red atencional que incluye a la corteza prefrontal dorsolateral y sus conexiones con otras estructuras como la corteza premotora, la corteza parietal posterior y la ínsula.

Bueno, pero y ¿qué pasó después?

Ahora bien, la historia termina con el segundo estudio, el cual se realizó un mes después de los exámenes. En dicho estudio los investigadores encontraron que los sujetos ya habían bajado significativamente sus niveles de estrés, habían mejorado su desempeño en la tarea de atención, y su conectividad funcional neuronal ya eran similar a la del grupo control. Este les sugirió a los autores que en efecto, el estrés crónico tiene una consecuencia negativa sobre los procesos cognoscitivos que se puede medir conductual y fisiológicamente, pero que, una vez que los individuos son liberados de dicho estrés, el sistema puede revertir exitosamente dichos efectos.  

Un final feliz

Aquí debo de mencionar que me fue bien en el examen doctoral y que, gracias a ello, me pude ir de postdoc al Laboratory of Neuropsychology, en el NIMH, donde, ya libre del estrés doctoral, mi cerebro se regocijó aprendiendo una barbaridad de cosas interesantes. Claro que como siempre ocurre en la ciencia, aún quedan muchas preguntas por resolver, como por ejemplo, ¿que pasaría si no hubiera pasado el examen?, bueno mejor no quiero ni pensarlo, ya lo podremos platicar en otro blog. Por lo pronto, ahora a tratar de bajar el estrés aprovechando estas vacaciones veraniegas, a ver si así ya logro terminar de escribir ese artículo que nomás no termina de cuajar!

Que ortografía mas mona!

Uno de los grandes problemas que tengo es mi pésima ortografía. Incluso de repente se me escapa una que otra falta aquí en el blog pese a que lo reviso con el corrector de palabras de Word. Los expertos en este tema consideran que el análisis visual de las letras y su posición en las palabras es uno de los primeros pasos en el proceso de lectura, además de ser dependiente del lenguaje. Sin embargo, existe una hipótesis alternativa, que sugiere que en realidad el procesamiento ortográfico no surge a partir de nuestra capacidad de lenguaje, sino que se deriva más bien de nuestra capacidad de reconocimiento de objetos.

Bueno, pues recientemente Jonathan Grainger, junto con sus colaboradores Stéphane Dufau, Marie Montant, Johannes Ziegler y Joël Fagot, del CNRS y Aix-Marseille University, publicaron en el mes de Abril en Science el estudio titulado “Orthographic Processing in Baboons (Papio papio)”, que sería algo así como “El procesamiento ortográfico en Babuinos”.  La hipótesis detrás del estudio era que si los babuinos aprendían a distinguir la ortografía, entonces la capacidad de procesamiento ortográfico no podía depender de la pre-existencia del lenguaje, y por lo tanto podría depender más bien del procesamiento visual.

¿Que hicieron?.

A diferencia de otros estudios con primates, estos babuinos viven en unas instalaciones abiertas donde los individuos podían desplazarse libremente dentro de las mismas instalaciones durante la duración del estudio. Para poder evaluarlos, los investigadores pusieron unos cubículos donde había monitores sensibles al tacto. Los primates podían entrar libremente a los cubículos cuando querían trabajar en la tarea para obtener recompensas. La tarea consistía en discriminar palabras de 4 letras seleccionadas aleatoriamente como “wasp” o “kite”, de estímulos generados artificialmente con 4 letras pero que no eran palabras, como “stod”. Para que los babuinos aprendieran la estructura ortográfica de las palabras en inglés, al principio los investigadores presentaron una proporción más alta de palabras. Sin embargo la prueba crítica a su hipótesis consistió en la medición de las respuestas en la segunda fase del experimento, en la que median la respuesta a la introducción de palabras nuevas. Por ejemplo, si los primates habían aprendido la estructura ortográfica de las palabras en inglés, entonces tendrían que clasificar el estímulo “kill” como palabra, mientras que tendrían que clasificar a “ikll” como no palabra, ya que en inglés existe una mayor frecuencia de palabras que contienen una i después de una K  que el caso opuesto.

¿Que encontraron?

Los resultados mostraron que los babuinos alcanzaron un 75 % de respuestas correctas. Esto les sugirió a los autores que los babuinos fueron capaces de usar información ortográfica para discriminar eficientemente las palabras de aquellas tiras de letras que no formaban palabras. Para demostrar que aprendieron la estructura ortográfica, también analizaron el desempeño en los estímulos que no eran palabras de acuerdo a la similitud ortográfica con las palabras. Es decir que tan alejada estaba la estructura de un estímulo con relación a la precisión en clasificarlo como palabra o no palabra. Los investigadores encontraron una sensibilidad ortográfica similar entre los seres humanos y los babuinos.

El estudio implica que este tipo de procesamiento ortográfico no depende de tener un lenguaje previo, sino que depende más bien de la capacidad de la identificación visual de objetos. Esto sugiere que los circuitos neuronales implicados en la lectura no evolucionaron para leer, sino que posiblemente estaban involucradas en la identificación de estímulos visuales, y fueron aprovechadas para el desarrollar la lectura, que apenas surgió hace unos 5,400 años – lo que evolutivamente hablando, es muy poco tiempo.

¿Y a mi, qué?

Este hallazgo me ayuda a entender un aspecto de mi vida que siempre me he cuestionado. ¿Como es posible que siendo un fan declarado de la lectura, pueda yo tener tan mala ortografía? Pues al parecer mi mala ortografía pudiera estar ligada a mis deficiencias visuales que son por todos conocidas. No es que esto sea un consuelo, pero por lo menos ya me puedo sacar de la manga mi deficiencia visual cada vez que me equivoque. Claro que el paso que seguiría sería el de tratar de acoplar este estudio con otro que sugiere que no ipmotra el odren en el que las ltears etsan ersciats, la uicna csoa ipormtnate es que la pmrirea y la utlima ltera esten ecsritas en la psiocion cocrrtea. El rsteo peuden estar ttaolmntee mal y aun pordas lerelo sin pobrleams. Etso es pquore no lemeos cada ltera por si msima preo la paalbra es un tdoo.  En fin, todo esto Pesornamelnte me preace icrneilbe...

Y Me Quede Como El Chinito…

Cada vez que interactuamos con alguien, aparte de la comunicación verbal, estamos utilizando nuestro lenguaje corporal y mayormente nuestras expresiones faciales para enviar mensajes codificados acerca de cómo nos sentimos con respecto a nuestro ambiente en cada momento. Digamos, como cuando estas en un parque y un chiquillo te tira sus jícamas con chile en tus zapatos nuevos haciéndote enojar,  pero justo en ese momento aparece una hermosa mujer diciéndote que lo siente, con lo que dejas tu enojo a un lado y tratas de hacerte el interesante diciéndole a su hermanito que no importa y haciendo tu cara de buena gente…  hasta que aparece un tipo que resulta es el marido y trae una cara como de chango al darse cuenta de tus malas intenciones. Entonces te das cuenta que la chava no era la hermana del niño y no te queda mas que salir huyendo por tu propia seguridad.

Investigadores en el área sostienen que la comunicación verbal entre individuos únicamente representa menos del 25% del total de información que intercambiamos cuando interactuamos en sociedad, lo que quiere decir que nos comunicamos mas con nuestro lenguaje corporal que con palabras.

Desde los tiempos de Darwin se ha debatido acerca de si nuestras expresiones faciales básicas son universales, es decir si las expresiones faciales son las mismas aquí y en China.  Paul  Ekman, quien ha dedicado su vida a estudiar las expresiones faciales, postula que si existen seis emociones faciales universales, que son Felicidad, Sorpresa, Miedo, Asco, Ira y Tristeza, por lo que en teoría podías estar seguro que aquí o en china podrías saber si tenias que correr cuando le vieras la cara al marido de la hermosa mujer en el parque. Todo esto puede sonar muy lógico ya que al menos en mi caso nunca he tenido problemas para saber si tengo que correr o no cuando veo un rostro enojado. Sin embargo, parece ser que en realidad esta universalidad no es tan universal. Rachel E. Jack y un grupo de investigadores de la universidades de Glasgow y Fribourg acaban de publicar en el PNAS de este mes un artículo titulado “Facial expressions of emotion are not culturally universal” o en mexicano “Las expresiones faciales emotivas no son culturalmente universales”, donde sugieren que individuos de una cultura no necesariamente podrán identificar las expresiones emotivas de otra cultura por muy raro que esto nos pueda parecer.

¿Como lo hicieron?

Primero reclutaron 30 sujetos de alrededor de 22 años y los dividieron en dos grupos 15 caucásicos europeos y 15 asiáticos chinos, siendo la mitad de cada grupo mujeres. Se evaluó mediante un cuestionario que los sujetos seleccionados tuvieran muy poco conocimiento de la otra cultura. Antes del experimento estabilizaron la familiaridad con las categorías de emoción preguntándole a los sujetos sinónimos y descripciones de cada emoción. Posteriormente les mostraron a los sujetos 4,800 rostros que incluían las 6 emociones básicas con cinco niveles de intensidades y distribuidas equitativamente en ambas razas (utilizando imágenes hechas por computadora que parecían reales), y midieron el tiempo en que cada sujeto se tardaba en contestar que emoción estaba observando.

Finalmente y después de un exhaustivo (pero tedioso) análisis, estos investigadores encontraron que los sujetos occidentales identificaban muy bien las emociones presentadas, mientras que los orientales tenían dificultades en cuatro de las seis emociones universales. También comentan que los rasgos a los que los orientales ponían mas atención son los ojos y la boca, reflejando la cultura popular de los emoticonos donde (^.^) es feliz y (>.<) es enojado, dejando de lado otros movimientos faciales que en occidente utilizamos para distinguir entre emociones. Con estos datos, los investigadores proponen que la percepción de las expresiones faciales en cada observador esta modulada por su entorno social.

 Tomando esto en cuenta la próxima vez que vaya a dar un paseo por la china y en el parque un chinito me tire sus fideos en los zapatos y su mamá aparezca con un rostro de “lo siento”, mejor voy a decir “zao shang Hao” o buenos días, y me largo, para no esperar a que aparezca el marido, ya que por lo que dicen estos investigadores lo mas seguro es que en ese entorno yo no sea capaz de saber si el marido esta enojado y me vaya a terminar sacando a golpes de karate!.

Entrada colaborada por: Carlos Hernández Castillo. Doctorado en Neuroetología. Universidad Veracruzana.

La pobreza neuronal o la falta de habilidades sociales.

¿Alguna vez te ha tocado ver cuando la mamá de un chavito que no quiere prestar sus juguetes  llega y le dice a su hijo que no sea egoísta y que tiene que aprender a compartir? En realidad no es una escena poco común cuando los niños son pequeños, sin embargo, a medida que estos crecen poco a poco van realizando acciones mas justas sin que sea necesaria la intervención materna.  De hecho, estas habilidades que los padres van fomentando durante el desarrollo, son finalmente muy útiles para desenvolverse positivamente en la sociedad.

Bueno, pues en el mes de Marzo de este año, Steinbeis, Bernhardt, y Singer del Instituto Max-Planck y de la Universidad de Zurich, publicaron en la revista Neuron un artículo titulado “Impulse control and underlying functions of the left DLPFC mediate age-related and age-independent individual differences in strategic social behavior”, lo que sería algo así como “El control de los impulsos y funciones subyacentes de la corteza prefrontal median las diferencias individuales dependientes e independientes de la edad en la conducta social estratégica”.  Pues este mega título que casi abarca la mitad del blog básicamente quiere decir que estos investigadores midieron que tanto estaban dispuestos 146 chavitos de entre 6.9 y 14.4 años, a compartir una cantidad de dinero dadas dos tipos de situaciones distintas.

¿Que hicieron?

Las situaciones que usaron los investigadores, y que han sido ampliamente estudiadas por los economistas, son el juego del ultimátum y el juego del dictador. En el juego del ultimátum dos participantes, uno el que propone y otro el que responde, necesitan negociar la división entre ellos de cierta cantidad de dinero. El proponente puede ofrecer una parte del total, la cual el respondente puede aceptar o rechazar. Si decide aceptar, el dinero es dividido como se propuso, sin embargo si no decide aceptar, entonces ningún jugador recibe dinero, por lo que el proponente necesita considerar que se puede quedar con nada si le rechazan la oferta. En esta condición el proponente tiene que ejercer un alto control conductual para actuar de forma estratégica cuando hace su oferta. Por otro lado, en el juego del dictador el respondente solo puede aceptar la oferta incondicionalmente, por lo que en esta situación la propuesta del proponente representa que tan generoso y justo es. Como no hay ningún castigo en esa instancia, entonces no se necesita control conductual. Los autores consideran que la diferencia en el ofrecimiento del dinero entre ambos juegos provee una medida de la conducta estratégica social que ejerce el proponente.

¿Que encontraron?

Bueno, pues siguiendo este protocolo los autores encontraron que el nivel de conducta estratégica se incrementaba con la edad. Por ejemplo los niños más chicos tendían a aceptar más fácilmente una oferta injusta, como sería el recibir únicamente una quinta parte del monto total.  Sorprendentemente los autores encontraron que el incremento de la conducta estratégica no correlacionaba con la empatía, o la toma de riesgos, o la inteligencia, sino que correlacionaba con la capacidad de controlarse en una simple tarea de inhibición de la respuesta. A su vez, en una segunda fase del estudio, los autores encontraron que la conducta social estratégica, así como  la edad, estaban relacionadas al grosor cortical y a la actividad funcional de la región dorsolateral de la corteza prefrontal izquierda. Vale la pena mencionar que esta región cortical ha sido relacionada anteriormente a la inhibición de la respuesta en sujetos adultos, la cual a su vez se ha demostrado que sirve como un predictor del desempeño del desempeño académico y social.

Estos resultados son bien interesantes porque dan una medida real a la vieja expresión de “te falta madurar”. Aquí realmente los autores demuestran que la pobre estrategia social que se va incrementando con la edad se puede correlacionar con el grosor de una región específica de la corteza cerebral. Bueno, pues la próxima vez que tus chavitos, o tus sobrinitos o los hijitos de tus vecinos no quieran compartir, pues ya sabes que todavía están desarrollándose y debes de tener paciencia. Lo malo es cuando el gandalla es un adulto que trata de abusar de los demás en cualquier situación, ahí si que se puede decir literalmente que el tipo está pobre de neuronas!

La adicción a la cocaína o de porque abstenerse a comer un delicioso pastel de tres leches.

El propósito de tomar decisiones es el poder elegir el curso de acción óptimo a partir de varias opciones posibles. Es decir, si tenemos varias opciones de acción y tenemos que elegir una de ellas, debemos de tener las herramientas para poder elegir la que nos de el mejor resultado. Por ejemplo, si voy a comer a un buen restaurante tengo la opción de decidir si al final como o no un delicioso pastel de tres leches. Entonces tengo varias opciones, pedir un pastel para mi solo, pedirlo para compartirlo con mi acompañante, o de plano no pedir el pastel. Para tomar la decisión optima tendría que evaluar varios factores, como que tan bien ando de peso, que tanto conozco a la persona con quién estoy comiendo en el restaurante, cuanto dinero traigo, que tan buena fama tiene ese restaurante con los postres, o incluso hasta cuanto tiempo tengo para acabar de comer (si tengo que regresar a la oficina, o tengo boletos para ir al cine, etc…).

Bueno, pues en el último número de Nature Neuroscience, Lucantonio, Stalnaker, Shaham, Niv, y Schoenbaum de las Universidades de Maryland y Princeton y del NIDA, acaban de publicar una revisión titulada “The impact of orbitofrontal dysfunction o cocaine addiction”. Bueno, pero y mi introducción, ¿que tiene que ver con este artículo? Pues tiene que ver en el sentido de que en esta revisión los autores analizan la adicción a la cocaína desde la perspectiva de las malas decisiones y pobre juicio que muestran los adictos y su posible relación con el funcionamiento de la corteza orbitofrontal (que es una región de la corteza cerebral que se encuentra en el lóbulo frontal).

Los autores hacen énfasis en la conducta de los adictos que se caracteriza por el uso compulsivo de la droga a pesar de las malas consecuencias que esto tiene. Por ejemplo pueden dejar de hacer actividades importantes para su vida en sociedad por dedicarse a buscar la droga, o pueden perder el control del consumo de la droga a pesar de querer reducirlo, o abolirlo por completo. Según los autores, es posible entonces pensar que los adictos pierden el control del consumo de la droga en parte porque a la hora de tomar decisiones no son capaces de incorporar las consecuencias tan negativas del uso de la droga en su salud o su vida social.

Pero ¿Por qué ocurre esto?, bueno pues los autores proponen que la cocaína induce cambios en el funcionamiento de la corteza orbitofrontal. Esta corteza es crítica en el proceso de toma de decisiones, como lo ejemplifica el caso de Phineas Gage. Este señor era un capataz que trabajaba en la construcción de las vías del ferrocarril en Estados Unidos. Un día mientras aplanaban el terreno para tender mas vías, le explotó una dinamita que mandó volando un palo de metal que le perforó la cara atravesándole el cráneo y seccionando su corteza orbitofrontal. Sorprendentemente Phineas sobrevivió, pero a partir de ese día su conducta era completamente desinhibida, altanera, violenta y brabucona. Es decir a partir de ese día Phineas no fue capaz de evaluar el contexto social, o de evaluar las consecuencias de sus acciones a mediano o a largo plazo. Sus acciones se enfocaban a responder y a satisfacer las necesidades del momento presente.

Queda claro que aunque la alteración de la corteza orbitofrontal pudiera ser un factor en la pobre toma de decisiones en la adicción a la cocaína, pues no es el único factor. De hecho, la intención de los autores no es plantear ese panorama, sino el de recalcar que el problema de la adicción es un problema con muchas aristas que se tienen que ir entendiendo para poder lograr un tratamiento óptimo a este gran problema.

Finalmente, ¿y que con el pastel de tres leches?, bueno solamente valdría la pena decir que es bueno de vez en cuando checar la realidad de nuestro poder de decisión. Phineas Gage lo pediría inmediatamente…pero yo.. ¿Puedo estar en ese restaurante con muy buena compañía, con todo el tiempo del mundo, y con la cartera recién recargada en la última quincena y no pedir el pastel de tres leches?, mmm bueno eso dependería de como anda mi colesterol!

Del Origen a Matrix mientras gozamos un poco de café en la resonancia magnética

Alguna vez has pensado en como es que se te ocurre una idea?, o cual es el origen mas profundo de algún pensamiento en particular? Investigar eso sería un tema apasionante, casi como de ciencia ficción o película de Hollywood...¡como  “Inception” con Leonardo DiCaprio!  Donde le tratan de meter una idea a un tipo en su mente sin que el tipo piense que ha sido manipulado.

La verdad si suena como de película de ciencia ficción, pero ya sabemos que luego la realidad puede llegar a igualar o incluso superar a Hollywood. Pues en un artículo calientito recién publicado en diciembre en la revista Science hicieron un experimento que realmente parece ciencia ficción. Kazuhisa Shibata, Takeo Watanabe, Yuka Sakki y Mitsuo Kawato de los Laboratorios Internacionales de Neurociencias Computacionales en Kyoto, Japon publicaron el artículo titulado “Perceptual learning incepted by decoded fMRI neurofeedback without stimulus”, que sería algo así cómo  “Aprendizaje conceptual sin estimulación iniciado por neuro-retroalimentación por fMRI decodificado“.

Bueno, pues simplemente el título ya está como para hacer una tesis! Voy a tratar de explicarlo paso por paso. Cuando dicen aprendizaje perceptual se están refiriendo a un tipo de aprendizaje que está relacionado específicamente a los sentidos. Por ejemplo, si tu eres como yo, podrás distinguir claramente el sabor de la Pepsi contra el de la cocacola, pero si en cambio me dan a escoger dos tipos de café, pues difícilmente yo los distinguiría (espero no estarme quemando con mis cuates Veracruzanos!). Pues el poder discriminar entre esos sabores es un tipo de aprendizaje perceptual. Y como ese ejemplo hay muchos. En el caso de este artículo ellos utilizan la modalidad visual, pidiéndole a los sujetos que discriminen la orientación de diferentes estímulos tipo Gabor (no se me espanten, ahí pongo la ilustración de unas como rejillas de tiras blancas/negras que son los típicos estímulos conocidos como “Gabor patch”).

Ok, siguiendo con el título, luego dicen que utilizan neuro-retroalimentación. Lo nuevo aquí es el pedacito de “neuro”, porque lo de retroalimentación es mejor conocido. Por ejemplo cuando te devuelven la calificación de tu examen te están dando retroalimentación de tu aprendizaje … en teoría!. O por ejemplo si tiras pelotas de basquetbol a la canasta, pues tienes que ver a donde pega la pelota y ese acto de ver te da la retroalimentación de como tirar, si mas a la derecha o a la izquierda. Total que la retroalimentación es lo que usa nuestro cerebro para saber como se está desempeñando prácticamente en cualquier situación de aprendizaje. De hecho hay clínicas que ofrecen terapia de retroalimentación donde te enseñan como relajarte y controlar tu respiración, etc… y que son conocidas como bio-feedback. 

Bueno, pues acá lo novedoso es, como dije antes, lo de “neuro” y es lo que realmente destaca del paper, y supongo que es la razón por la que lo publicaron en Science. Ok, aquí va la explicación: En la primera fase del experimento los investigadores les presentaron a los sujetos rejillas de Gabor y les pedían que identificarán la inclinación de los mismos. Como los sujetos no eran expertos pues difícilmente lograban diferenciar entre inclinaciones que variaran en unos cuantos grados. Posteriormente los investigadores le piden a los sujetos que entren al aparato de resonancia magnética. Una vez ahí, les presentan ahora tres estímulos de Gabor, cada uno con una inclinación diferente de la rejilla. Mientras los sujetos ven estos estímulos, los investigadores toman imágenes de resonancia magnética funcional para ver las activaciones cerebrales específicas para cada uno de los estímulos en cada uno de los individuos.

Ya que capturaron las respuestas cerebrales específicas de cada estímulo en cada individuo analizaron como eran dichas activaciones en la corteza visual. Bueno, ahora viene lo más increíble: citan a los sujetos nuevamente a la resonancia magnética y les muestran un círculo en una pantalla. Ahora les dicen que lo único que tienen que hacer es pensar en lo que se les antoje para hacer que ese círculo crezca. De mientras los investigadores están tomando imágenes de resonancia magnética funcional de sus cerebros y decodificando las activaciones y analizándolas con una computadora, de tal manera que cada vez que su activación iguala a la actividad cerebral que se dio en la corteza visual al ver específicamente uno de los estímulos de Gabor, entonces el círculo crece. Los sujetos no tienen idea de como logran hacer crecer el círculo porque ellos están pensando en lo que se les antoja!, pero el análisis por computadora identifica que la estimulación de la corteza visual iguala a la que se dio cuando el sujeto vio el estímulo de Gabor que se le asignó como entrenamiento, y entonces hace crecer el círculo.

Finalmente el estudio culmina espectacularmente. Después de unos días de “entrenamiento” (lo pongo entre comillas porque los sujetos no tuvieron ni idea de que los científicos estaban entrenando a su cerebro) los sujetos regresan una última vez al laboratorio. Entonces los investigadores les muestran nuevamente rejillas de Gabor que variaron en unos cuantos grados, al igual que lo hicieron el primer día, y el resultado fue que los sujetos mejoraron significativamente su desempeño para distinguir las pequeñas diferencias de orientación en la orientación en la que se les entrenó, pero no en las otras orientaciones!

Realmente es un hallazgo brutal. En resumen lo que hicieron los investigadores fue encontrar el patrón de activación neuronal ante un estímulo específico, pedirle al sujeto que inconscientemente  igualara ese patrón de actividad neuronal, y finalmente medir que ese entrenamiento mejoraba el desempeño específicamente en la tarea que daba lugar a ese patrón de actividad neuronal originalmente, sin que hubiera sido entrenado en esa tarea, ni el mismo sujeto supiera como fue que aprendió!!!.

Caray, eso me recuerda también un poco a la película de Matrix, donde le insertan a Neo el conocimiento del Jiujitsu!, wow, es increíble, claro que no estamos hablando a ese nivel, pero ya aterrizando un poco, esto podría tener utilidad para pacientes que tuvieran alguna perdida perceptual o motora. Que tal que logran fomentar la plasticidad cerebral de tal manera que aunque a través de este tipo de retroalimentación logren mejorar su habla, o sus movimientos después de un accidente cerebrovascular!.

En fin, por eso me gusta la ciencia, por hallazgos como este. Ahora me voy a tomar una buena taza de café para seguir trabajando, igual y logro convertirme en todo un barista sin necesidad de meterme al resonador!