Universo – Hallazgo Científico

Un grupo de científicos encontró parte de la materia “faltante” del Universo.as galaxias están formadas ante todo por la denominada materia oscura, de naturaleza desconocida e invisible, y por apenas un 16% de bariones, es decir los átomos y moléculas que conocemos.

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AFP

Un grupo de científicos ha logrado cartografiar por primera vez un viento galáctico, el depósito de gas de una galaxia, y ha detectado así una parte de su materia “faltante”.

”Las galaxias son raramente islotes pasivos de estrellas”, sino más bien estructuras dinámicas, cuya formación y evolución apenas estamos empezando a descubrir, explicó el astrofísico Nicolas Bouché. 

Según las teorías en vigor, las galaxias están formadas ante todo por la denominada materia oscura, de naturaleza desconocida e invisible, y por apenas un 16% de bariones, es decir los átomos y moléculas que conocemos.Para poner las cosas más difíciles, la observación de las galaxias actual solo permite revelar el 20% de estos bariones. El resto, la materia “faltante”, se la lleva el viento galáctico, una nebulosa de gas y polvo provocada por la explosión de estrellas en el seno de una galaxia.

Un equipo internacional dirigido por investigadores del Centro de Investigaciones Astrofísicas de Lyon (CRAL) ha podido cartografiar una nebulosa de esa materia perdida, con el espectrógrafo Muse del gran telescopio VLT instalado por el Observatorio Europeo Austral en el desierto chileno de Atacama. ”Es como si viéramos un iceberg por primera vez”, explica Nicolas Bouché, investigador francés y coautor del estudio publicado el jueves en la prestigiosa revista británica MNRAS, junto a Johannes Zabl, del departamento de Astronomía de la universidad canadiense de Saint Mary.

Otros investigadores habían localizado nebulosas de galaxias, pero mucho más difusas. Esta vez la observación de Gal1, una galaxia bastante joven, de unos 1.000 millones de años de antigüedad, permitió detectar “una nube de gas producido por esos vientos galácticos, que se escapa de ambos lados del disco de la galaxia, a través de dos conos asimétricos”. 

Las dimensiones de esa nube son gigantescas, del orden de más de 80.000 años luz respecto del centro de Gal1. En comparación, nuestra Vía Láctea tiene un diámetro de aproximadamente 100.000 años luz. Esta nube es una especie de depósito de materia, equivalente solamente al “10 a 20% de la masa de la galaxia” detectada, explica Bouché.

Una parte de la nube vuelve a verterse en el disco galáctico para formar esas estrellas, algunas de las cuales acaban explotando, y vuelven a mandar materia hacia la nebulosa, en un círculo incesante. Los astrónomos tuvieron la suerte de tener como “faro” a un cuásar, un objeto particularmente luminoso del universo, que por su proximidad con la galaxia Gal1 permitió detectar la presencia de magnesio, integrante esencial de esas nebulosas.

Imagen: Gentileza de Los Andes

FUENTE: Los Andes/Ciencia/Astronomía/Universo/Investigación

Salud Mujer – Prevención 

Los síntomas del cáncer de cérvix

Es el tumor que se origina en el cuello uterino y hay algunos factores que influyen en su aparición, como el virus del papiloma humano.

El cáncer es una enfermedad en la que las células del cuerpo comienzan a multiplicarse sin control. Primero, sucede en una parte del cuerpo localizada, aunque puede propagarse posteriormente a otras zonas. Si el cáncer se origina en el cuello uterino, se denomina cáncer de cérvix o cuello uterino.

El cuello uterino es la parte más baja y estrecha que sirve de entrada al útero. Este se conecta la parte superior del útero con la vagina, vía del parto. No hay que olvidar que el útero (o la matriz) es donde crece el bebé cuando una mujer está embarazada.

El cáncer de cérvix, en cifras

Es el segundo cáncer más frecuente en mujeres en el mundo, después del de mama: con una incidencia de 604.127 casos nuevos en el año 2020 y el cuarto de todos los cánceres.

Existe una gran diferencia en incidencia y mortalidad entre los países más y menos desarrollados. En el caso de los primeros,  su frecuencia ha disminuido drásticamente en las últimas décadas.

Según datos de la Asociación Española Contra el Cáncer (AECC), el año pasado, en España se diagnosticaron 1.957 casos nuevos de cáncer de cérvix, lo que representa aproximadamente el 3 % de los tumores femeninos, situándose en decimocuarta posición en incidencia, por detrás de los tumores de mama o colorrectales.

Factores de riesgo

De acuerdo con la AECC, los cánceres de cérvix o cuello del útero se clasifican de acuerdo al tipo de células donde empezaron. En su mayoría, estas son carcinomas de células escamosas. Las células escamosas son delgadas, planas, y forman la superficie del cuello uterino.

La edad media: 48 años, aunque aproximadamente el 47% de las mujeres con carcinoma invasivo de cérvix se diagnostica antes de los 35 años. Tan solo el 10% de los diagnósticos se hacen en mujeres mayores de 65 años. 

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC, por sus siglas en inglés) de Estado Unidos, casi todos los cánceres de cuello uterino son causados por el virus del papiloma humano (VPH), un virus de transmisión sexual. 

Sin embargo, existen otros factores pueden aumentar el riesgo de cáncer de cuello uterino: tener el virus VIH, que debilita el sistema inmunitario; fumar, tomar pastillas anticonceptivas durante un largo periodo de tiempo, y haber dado a luz a tres bebés o más.

Síntomas del cáncer de cérvix o cuello uterino

En general, los síntomas no son evidentes en las fases más tempranas. En este caso, solo se detecta si la mujer acude regularmente a su ginecólogo. Cuando el cáncer está en una fase más avanzada, los síntomas que con mayor frecuencia aparecen son el sangrado vaginal anormal, la secreción vaginal anormal y el dolor pélvico.

Según la AECC, el dolor pélvico puede aparecer durante las relaciones sexuales y, si la enfermedad sigue progresando, pueden darse otros síntomas como el sangrado de heces (rectorragia), dificultad o dolor para orinar, pérdida de peso, cansancio y pérdida de apetito.

Posibles tratamientos 

El tratamiento del cáncer de cérvix dependerá de la etapa en que se diagnostique. Es posible que requiera más de un tipo de tratamiento, explica la AECC. En las fases más tempranas del tumor, se emplearán varios tratamientos como la cirugía o radiación combinada con quimioterapia. 

En cambio, en las etapas más avanzadas, los especialistas suelen emplear radioterapia combinada con quimioterapia como tratamiento principal. 

Esta información no sustituye en ningún caso al diagnóstico o prescripción por parte de un médico. Es importante acudir a un especialista cuando se presenten síntomas en caso de enfermedad y nunca automedicarse.

FUENTE: MUNDO DEPORTIVO – Por Raquel Saez

Dígame con qué sueña y le diré lo que recordará su cerebro.

Alexander Luria era el mejor neuropsicólogo de Rusia y su caso más famoso fue un periodista. Si el jefe de redacción daba indicaciones, todos tomaban notas, excepto Shereshevsky. 

Cuando le increparon, el chico lo repitió palabra por palabra. Asustado, el jefe le rogó que visitara a un psicólogo, y Luria comprobó que tenía hipermnesia. Podía recordar todo lo que ocurría, fórmulas y páginas enteras, incluso años después: su cerebro no era normal.

Los cerebros normales necesitan un periodo de consolidación de los recuerdos. Durante el sueño, los contenidos relevantes se reciclan y consolidan. 

Los circuitos que conectan el hipocampo y la corteza se recombinan mientras dormimos. Una función esencial del sueño es seleccionar qué recordar y qué olvidar. Cada fase del sueño es importante para consolidar un tipo de información.

La fase de sueño NREM inicia el proceso del dormir. Al principio, las ondas son rápidas y el sueño, superficial. 

Luego, el sueño se hace profundo y las ondas cerebrales más lentas. Esta etapa es importante para consolidar habilidades sensoriales (distinguir señales visuales) y habilidades motoras (bailar, practicar deportes).

La fase REM se caracteriza por movimientos oculares muy rápidos y ensoñaciones más vívidas, casi una película. Esta fase aumenta su duración cuando estudiamos. Sirve para guardar conocimientos abstractos y también episodios muy emocionales.

El cerebro dirige

La película del sueño parece montada por un director excéntrico, tipo David Lynch. Este director, obviamente, es nuestro cerebro.

La amígdala es una estructura pequeña, escondida en el interior del lóbulo temporal. Es la encargada de marcar los contenidos emocionales, es la música que da el tono emocional. 

¿Por qué el argumento del sueño nos parece surrealista o absurdo? Los protagonistas son eventos destacables del día. Si están cargados de emoción, tienen probabilidades de ser elegidos en el casting.

En paralelo, cada neurona puede combinarse con miles de millones. 

Las neuronas activas pueden llamar a antiguas amigas. Los neurocientíficos dicen que las neuronas son muy ruidosas. Por este motivo, se activan muchas conexiones adyacentes. Son actores secundarios que rellenan nuestros sueños. Y así, junto a eventos del día, aparecen personas o escenas familiares que hace tiempo no veíamos.

Entonces, ¿qué significan nuestras ensoñaciones? 

No hay que prestar tanta atención al argumento –esa historia intrigante que Freud intentaba descifrar–, ya que es debido a la presencia del azar en el proceso. Unos contenidos emocionales llaman a otros episodios de tono emocional similar.

Lo esencial es la emoción predominante, el tema de la película.

Si el sueño es una comedia, probablemente viva usted un momento feliz. Si es de terror, el miedo está presente durante el día. Si es un thriller, puede haber ansiedad. Todo el montaje ocurre de forma inconsciente e involuntaria. 

La mayoría de las veces, no lo recordamos al despertar. En este aspecto, Freud tenía razón. La película se rueda sin público, en el inconsciente. ¿Nadie la ve? Si la escena es muy intensa, el cerebro nos despierta antes de tiempo. Ya hay un espectador en la sala. Nuestra consciencia.

Sueño y memoria

En realidad, todas las fases parecen interaccionar de forma mucho más compleja y contribuir a la consolidación. 

Incluso la alternancia entre las fases de ondas lentas y el sueño REM juega un papel en los recuerdos de las experiencias. Por ello se dice que el procesamiento de la memoria es dependiente del sueño.

En resumen, el cerebro se ocupa de mantener viva la información importante. Imaginemos un profesional que, tras una noche sin dormir, no recuerda ninguna de sus tareas pendientes. 

El sueño cumple este objetivo, sintetizar lo relevante. Estos datos se repasan, se resumen y están disponibles al despertar.

Además, el dormir cumple muchas otras funciones, relacionadas con la higiene neuronal. Dormir poco, menos de entre 5 y 8 horas, constantemente, se asocia con un incremento de la mortalidad. 

No tema dormir, no perderá el tiempo, pues mientras usted descansa su cerebro trabaja de muy diferentes formas. El sueño favorece la creatividad y la resolución de problemas. 

La literatura ha recogido muchos sueños famosos que reflejan esta función. 

Por encargo del poeta Lord Byron, Mary Shelley tenía que escribir un relato. Tras una pesadilla, nació Frankenstein. El poeta Samuel Coleridge soñó un largo poema sobre Kubla Khan, lo que maravillaba a Borges. En el campo de la química, Mendeléyev confesó que se le había ocurrido la tabla periódica durante un sueño.

Por cierto, ¿qué fue del periodista Shereshevsky? No tuvo una carrera brillante. Su cerebro tenía demasiadas conexiones extrañas. 

Una mancha le recordaba una fórmula; un número tenía sabor o forma y se convertía en un hombre con bigote. Todos los sentidos se interconectaban y las informaciones se mezclaban. 

Esta sinestesia le impedía pensar bien, centrarse en el presente. Carecía de un cerebro normal, como el nuestro, que ejecutase la tarea de seleccionar lo importante.

Durante un tiempo, ofreció espectáculos circenses en locales de Moscú. 

Aun así, el pobre seguía sin saber cómo deshacerse de lo accesorio. Una simple tos le distraía, ya que no podía olvidar nada. No dejó de visitar a Luria y, al final, acabó conduciendo un taxi. 

Olvidar lo accesorio también es esencial para vivir el presente.

FUENTE: THE CONVERSATION – Neurociencia – Cerebro

Imagen: Gentileza The Conversation

Crean minicerebros en laboratorio con la enfermedad de Parkinson.

Científicos de Singapur han creado por primera vez minicerebros en un plato que imitan las principales características patológicas de la enfermedad de Parkinson, una nueva forma de estudiar cómo progresa la enfermedad degenerativa del cerebro y explorar posibles nuevos tratamientos.

Un grupo de especialistas de diferentes centros académicos y de investigación de Singapur han desarrollado minicerebros in vitro que son capaces de reproducir las condiciones y el deterioro que genera la enfermedad de Parkinson en un cerebro humano real. Los organoides podrían transformarse en una fantástica herramienta para diseñar nuevas terapias y tratamientos para una de las patologías neurodegenerativas con mayor impacto mundial.

De acuerdo a una nota de prensa de la Escuela de Medicina Duke-NUS, una de las instituciones del país asiático que formó parte de la investigación, es la primera vez que los llamados cuerpos de Lewy, depósitos anormales de proteína que son un sello distintivo de la enfermedad de Parkinson en el cerebro de los pacientes, logran producirse en el laboratorio. Esto ofrece a los científicos una inmejorable oportunidad para adquirir nuevos conocimientos sobre la enfermedad.

Un deterioro progresivo

La enfermedad de Parkinson es un trastorno neurodegenerativo directamente relacionado con los efectos del envejecimiento: dentro de este tipo de patologías neurológicas, que son la principal causa de discapacidad a nivel global, el Parkinson es la variedad de más rápido crecimiento. Afecta entre un 1% a un 2% de la población mundial sobre los 60 años de edad, pero la incidencia puede trepar hasta un 5% de la población cuando se superan los 65 años.

El Parkinson aumenta su gravedad con el paso del tiempo, principalmente como consecuencia de la destrucción progresiva de las neuronas pigmentadas de la sustancia negra, una porción del mesencéfalo o cerebro medio que cumple un papel vital en aspectos relacionados con el aprendizaje y otras funciones cerebrales. Hasta el momento, se desconocen las causas profundas que generan este progresivo deterioro neurológico.

Un nuevo modelo para buscar mejores tratamientos

Ahora, los organoides desarrollados en el laboratorio por los científicos asiáticos podrían aportar una nueva mirada con respecto a la enfermedad, al reproducir sus condiciones y poder estudiar al detalle cada uno de los procesos implicados. El nuevo estudio fue publicado recientemente en Annals Of Neurology.

Los minicerebros podrían facilitar innovadores tratamientos, porque los modelos de la enfermedad de Parkinson en cerebros animales que se han empleado tradicionalmente no ofrecen las mismas posibilidades. Su principal limitación es que no muestran la pérdida progresiva y selectiva de neuronas que produce el neurotransmisor dopamina, una característica importante de la enfermedad de Parkinson que solamente puede advertirse en el cerebro humano.

Los organoides desarrollados in vitro replican las características del cerebro medio humano o mesencéfalo: son estructuras multicelulares y de forma tridimensional, creadas a partir de células madre humanas modificadas genéticamente. En el caso específico de estos minicerebros, presentan una mutación genética en el gen GBA, que puede advertirse en muchos ejemplos de personas afectadas por el Parkinson.

Quizás el gran avance relacionado con estos organoides o microcerebros, que van en línea con otros estudios e investigaciones que se desarrollan en distintas partes del mundo, es que permitirán la creación de un nuevo modelo de la patología, facilitando a los científicos una alternativa certera para rastrear cómo se desarrolla la enfermedad y cómo podría ralentizarse o incluso detenerse en algún momento.

Referencia:

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Lewy Body-like Inclusions in Human Midbrain Organoids Carrying Glucocerebrosidase and α-Synuclein Mutations. Jo, J., Yang, L., Tran, H., Yu, W., Sun, A., Chang, Y. et al. Annals Of Neurology (2021).DOI:https://doi.org/10.1002/ana.26166

Imagen de portada: pequeños organoides similares al mesencéfalo humano del tamaño de un guisante, que son esencialmente construcciones de tejido in vitro, multicelulares y tridimensionales que imitan el cerebro medio humano, se cultivan a partir de células madre humanas para permitir a los científicos estudiar cómo se desarrolla y se comunica el cerebro humano. Además, permiten explorar nuevos esquemas de terapias y tratamientos contra distintas enfermedades neurológicas, como en este caso el Parkinson. Crédito: Hyunsoo Shawn Je / Duke-NUS.

FUENTE: Tendencias – Minicerebros/organoides/Parkinson – Por Pablo Javier Piacente 

Crean minicerebros con actividad neuronal compleja: hasta tienen convulsiones.

Minicerebros creados en laboratorio que desarrollan tejido nervioso en capas, múltiples variedades de células cerebrales, actividad eléctrica similar a la que puede observarse en un cerebro humano y hasta patrones parecidos a convulsiones, podrían convertirse en los mejores aliados de la ciencia para combatir diferentes patologías mentales.

Organoides cerebrales que muestran ondas organizadas de actividad eléctrica similares a las que se encuentran en los cerebros humanos vivos han sido desarrollados por especialistas de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA). Los nuevos minicerebros permitirían analizar los trastornos neurológicos en un modelo derivado de células madre.

Mientras estudiaban los organoides cultivados a partir de células madre derivadas de pacientes con el trastorno neurológico conocido como síndrome de Rett, los científicos pudieron observar incluso patrones de actividad eléctrica que se asemejan a las convulsiones, un sello distintivo de la enfermedad.

Según una nota de prensa, este descubrimiento incrementa el valor de estos modelos basados en células humanas para investigar las causas subyacentes de enfermedades y probar terapias potenciales. La nueva investigación ha sido publicada recientemente en la revista Nature Neuroscience.

Células sin límites

En términos generales, los organoides cerebrales o minicerebros de laboratorio son estructuras en 3D similares al cerebro, que se cultivan a partir de células madre humanas. Los avances en genética han derivado en la posibilidad de utilizar células madre pluripotentes inducidas (iPS), que además de tener la potencialidad de generar prácticamente cualquier otra célula humana, son capaces de organizarse de forma tridimensional y conformar estructuras semejantes a los órganos reales.

El progreso relacionado con las células iPS se ha concretado a partir de distintos avances realizados en la última década. ¿Cómo se obtienen? Básicamente, los investigadores descubrieron cómo tomar células del cuerpo de una persona o de las sustancias biológicas que produce, como por ejemplo las células de la piel o las células sanguíneas, para luego «transformarlas» genéticamente en el laboratorio.

Una vez concretado el proceso de modificación, esas células humanas «normales» se convierten en células madre pluripotentes inducidas. Posteriormente, las mismas pueden ser dirigidas para crear cualquier tipo de célula que se encuentra en el cuerpo, incluidas por supuesto las neuronas, y a partir de allí desarrollar estructuras complejas similares a órganos.

Modelar la estructura y las funciones del cerebro

De acuerdo a los científicos, este trabajo demuestra que es posible crear organoides cerebrales o minicerebros que se asemejan al tejido cerebral humano real, los cuales se pueden utilizar para replicar con precisión ciertas características de las funciones cerebrales y también aquellas anomalías que derivan en enfermedades.

Sin embargo, los organoides cerebrales suponen un desafío extra en comparación con la creación de modelos de laboratorio de otros órganos humanos. Es que la complejidad estructural del cerebro es única e incluso muchos de los fenómenos implicados ni siquiera han terminado de entenderse en profundidad.

Además de lograr que las células se organicen como lo harían en un cerebro humano, los científicos deben conseguir que las neuronas se conecten entre sí, forman sinapsis y funcionen como lo harían en un cerebro real. Es básico replicar la actividad eléctrica y la dinámica de las ondas cerebrales, que se asocian con tareas específicas como aprender, recordar o dormir y que cuando no muestran patrones lógicos pueden estar indicando el surgimiento de alguna patología.

Precisamente aquí se encuentra la innovación principal de este estudio: haber conseguido que los minicerebros desarrollen actividad neuronal compleja y patrones eléctricos que incluso se asemejan a las convulsiones. Con estos organoides será posible modelar no solo la estructura del cerebro sino también la función, algo vital si consideramos que muchas enfermedades neurológicas no se manifiestan a nivel estructural.

Referencia:

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Identification of neural oscillations and epileptiform changes in human brain organoids. Samarasinghe, R.A., Miranda, O.A., Buth, J.E. et al. 

Imagen de portada: imagen de microscopio de un minicerebro que muestra tejido nervioso en capas y diferentes tipos de células cerebrales. Crédito: UCLA Broad Stem Cell Research Center/Nature Neuroscience.

FUENTE: Tendencias – Minicerebros/Ondas cerebrales/Organoides cerebrales- Por Pablo Javier Piacente. 

El caos ayuda a pensar, incluso a las redes neuronales artificiales.

Dentro del cerebro, el caos y el orden no sólo no se excluyen, sino que se potencian entre sí. Lo mismo ocurre en las redes neuronales artificiales: comparten la complejidad de las sinapsis biológicas, siguiendo tal vez el mismo atractor propuesto por la teoría del caos.

Dos investigaciones diferentes han puesto de manifiesto que el orden y el caos conviven en un difícil equilibrio, tanto en las redes neuronales biológicas como artificiales, para optimizar el procesamiento de información.

Todavía resulta un misterio comprender cómo una maraña de neuronas procesa miradas de datos para que los seres vivos puedan gestionar la cotidianidad.

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Sabemos que el cerebro bascula entre dos extremos, el orden y el caos, por la sencilla razón de que demasiado orden impide gestionar la complejidad de la vida, mientras que demasiado caos impide el procesamiento de la información que procede de los sentidos.

Por eso se dice que el cerebro navega en la frontera del caos e incluso que es capaz de encontrar el orden dentro del caos.

Una investigación desarrollada en el Instituto Neurociencia Computacional y de Sistemas (INM-6 / IAS-6) de Alemania, añade nuevos elementos al misterio que rodea a la actividad cerebral, tal como se explica en un comunicado.

Una de las cosas que ha podido determinar es que, dentro de la dinámica neuronal, el orden y el caos no son mutuamente excluyentes, sino que más bien se potencian entre sí.

Reconociendo caras

Eso significa que las redes neuronales caóticas son más eficientes porque se valen de la información ordenada, además de la difusa, para ofrecernos una visión adecuada del entorno.

Esta investigación incluso ha ido más lejos: ha calculado el momento óptimo para leer la información que procesan las neuronas, una actividad caracterizada por la producción de entropía (desorden, incertidumbre), típica de los sistemas caóticos.

Cuando observamos una cara, por ejemplo, se desencadena en el cerebro un proceso caótico: las trayectorias de las señales neuronales que estaban «ordenadas» en un estado de proximidad, se dispersan rápidamente buscando patrones de reconocimiento de la cara que hemos visto.

Esa dispersión obedece a un principio natural: cuanto más se alejan entre sí las señales neuronales, es más sencillo reagruparse y organizarse ante el nuevo patrón facial observado. Es así como reconocemos rápidamente a nuestro primo en medio de varios viandantes.

Caótico y predecible

Lo que aporta esta investigación es que ha calculado el momento preciso en el que el cerebro lee la información proporcionada por las señales en ese proceso caótico: si espera demasiado a que se terminen de reorganizar, la dispersión de señales que ha propiciado la observación de la cara de nuestro primo, se diluye y no llegamos a identificarlo.

También destaca algo no menos significativo: en términos de la computación cerebral, caótico no significa que sea impredecible, añaden los investigadores, ya que el estado de la red neuronal biológica se desarrolla en gran medida de manera determinista.

Las aplicaciones de estos descubrimientos, aparentemente irrelevantes, son significativas porque pretendemos replicar en laboratorio el funcionamiento del cerebro, a través de redes neuronales artificiales.

Los autores de esta investigación señalan que la dinámica caótica observada en neuronas biológicas se puede tomar como modelo para el aprendizaje automático y la computación neuromórfica.

Las conexiones entre la neurociencia y la inteligencia artificial pueden ser muy útiles, concluyen: solo hay que encontrar una formulación matemática general para verlas.

Aplicación contrastada

Científicos de Australia y Japón han comprobado en un estudio paralelo lo que plantea la investigación alemana: mantener una red de nanocables al borde de volverse caótica es el mejor estado para que produzca resultados útiles.

Han determinado que una red artificial de nanocables se puede sintonizar para responder de una manera similar a la del cerebro cuando se estimula eléctricamente.

Se sabe desde hace mucho tiempo que las neuronas biológicas se comunican con impulsos eléctricos cortos. Las neuronas artificiales, que se utilizan, por ejemplo, para el aprendizaje automático, envían sin embargo señales continuas.

«Descubrimos que las señales eléctricas enviadas a través de esta red encuentran automáticamente la mejor ruta para transmitir información. Y que esta arquitectura permite que la red ‘recuerde’ rutas anteriores a través del sistema», explica Joel Hochstetter, autor principal de este estudio, en un comunicado de la Universidad de Sydney.

Caos y cerebro

La investigación australiana aporta otros datos no menos interesantes: la estimulación eléctrica desencadena en la red neuronal artificial tanto comportamientos simples como complejos, pero la habilidad tecnológica consiste en aprovechar el mejor momento para capturar la información, que se da cuando el orden y el caos se rozan. Tal como habían calculado los científicos del INM-6/IAS-6.

Ambas investigaciones ponen de manifiesto que, tanto las redes neuronales biológicas como las artificiales, se valen de uno de los mecanismos por los cuales la complejidad surge en naturaleza, conocido como criticalidad: las dos se desenvuelven mejor cuando llegan al límite entre dos modos de operación, el caos y el orden.

También sugieren algo que viene rondando a la mente de los científicos desde hace tiempo: que de alguna forma la teoría del caos se puede aplicar a la dinámica del cerebro humano, con un atractor que la lleva a la frontera del desorden para procesar más eficientemente la información sensorial. Aparentemente se puede aplicar asimismo a la dinámica de las neuronas artificiales.

Referencias:

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Transient Chaotic Dimensionality Expansion by Recurrent Networks. Christian Keup et al. Phys. Rev. X 11, 021064, 25 June 2021. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevX.11.021064

Avalanches and edge-of-chaos learning in neuromorphic nanowire networks. Joel Hochstetter et al. Nature Communications volume 12, Article number: 4008 (2021).

Imagen de portada: Imagen conceptual de interruptores conectados aleatoriamente en una red neuronal artificial. Crédito: Alon Loeffler.

FUENTE: Tendencias – Caos/Cerebro/Orden/Redes neuronales/redes neuronales artificiales – Por Eduardo Martínes de la Fe (Periodista Científico) 

La Inteligencia Artificial alcanza una imaginación similar a la humana.

La Inteligencia Artificial ya no solo puede pensar, razonar, actuar y comportarse como las personas, sino que también puede imaginar lo invisible y hacerse más segura y humana.

Einstein dijo en 1929 que la imaginación es más importante que el conocimiento, pero nunca llegó a imaginar que la Inteligencia Artificial pudiera también alcanzar esa proeza de la mente humana.

La imaginación es un proceso creativo superior que permite representar en la mente objetos, sensaciones e ideas que no siempre tienen un correlato en la realidad: por ejemplo, un gato de color naranja.

Se trata de un proceso cognitivo complejo que nos permite pensar en posibilidades: por ejemplo, podemos imaginar posibles consecuencias de una decisión que debemos tomar.

Según Einstein, mientras que el conocimiento es limitado, la imaginación es universal, puede abarcar cualquier cosa y la ciencia reconoce que es el campo de las hipótesis científicas.

El desarrollo tecnológico ha conseguido replicar en una máquina algunos de los atributos de la inteligencia humana, como aprender y resolver problemas. La llamamos Inteligencia Artificial (IA) y la estamos desarrollando desde 1956.

Hemos diseñado sistemas inteligentes que piensan como los humanos (redes neuronales artificiales), que actúan como nosotros (robótica), que razonan como las personas (sistemas expertos) y que incluso se comportan racionalmente (agentes inteligentes).

Imaginación artificial

Ahora, una nueva investigación añade una potencia más a la IA: podemos conseguir también que imagine cosas, como hacemos los seres humanos.

Cuando imaginamos algo, por ejemplo, el gato naranja, las neuronas de nuestro cerebro se activan para generar variaciones cromáticas de un objeto muy conocido, como es el gato.

Un equipo de investigadores de la Universidad del Sur de California ha logrado que una IA utilice capacidades similares a las humanas para imaginar un objeto con diferentes atributos. Tal como haríamos nosotros con un gato que cambia de color.

La idea es totalmente disruptiva, porque hasta ahora los avances en redes neuronales profundas y los sistemas IA más avanzados se basan en algoritmos que no pueden gestionar información subjetiva, como la que usamos cuando imaginamos gatos de colores.

Uno de los artífices de esta proeza tecnológica, Yunhao Ge, explica en un comunicado: «los seres humanos pueden separar su conocimiento aprendido por atributos – por ejemplo, forma, postura, posición, color – y luego combinarlos para imaginar un nuevo objeto. Nuestro desarrollo intenta simular este proceso usando redes neuronales».

En un nuevo enfoque para enseñar a las IA a «imaginar lo invisible», las imágenes de entrenamiento (abajo) se combinan para sintetizar la imagen solicitada (arriba). Crédito: Ge et al.

Desarrollo de la IA

La imaginación artificial conseguida se basa en un desarrollo de los sistemas actuales de IA: las redes neuronales artificiales pueden en la actualidad generar múltiples imágenes de automóviles a partir de fotos de diferentes marcas de vehículos incrustadas en su arquitectura.

La IA extrae reglas de algunos ejemplos y las aplica a una amplia gama de modelos de automóvil que desconocía con anterioridad. Y puede representar los nuevos modelos en cualquier color y desde múltiples ángulos. Pero le falta sentido común.

El nuevo desarrollo va un poco más lejos aprovechando una capacidad ya desarrollada por la IA, conocida como Deepfake: permite, por ejemplo, generar rostros de personas utilizando algoritmos de aprendizaje automático y vídeos e imágenes de archivo. El resultado final es un vídeo muy realista, aunque falso, de alguien que no existe.

De manera similar, explican los investigadores, el nuevo desarrollo toma un grupo de imágenes de muestra, en lugar de una muestra cada vez, como lo han hecho los algoritmos tradicionales, y extrae la similitud entre ellas para lograr algo llamado «aprendizaje de representación desenredado controlable».

Luego, recombina este conocimiento para lograr una “síntesis de imagen novedosa controlable”, o lo que podríamos llamar imaginación, destacan.

Dicho con otras palabras, la imaginación artificial se consigue ofreciendo a la IA la posibilidad de construir ficción combinando varias fuentes simultáneas de información archivada y sintetizándola a continuación en una imagen de apariencia real.

Los investigadores consideran que este sistema hace lo mismo que hacemos nosotros cuando imaginamos gatos de diferentes colores: utilizar patrones conocidos (gatos, colores) para combinarlos en formas inexistentes (para el sistema neuronal) y derivar a una imagen combinada de un gato color naranja.

Usando esta técnica, los investigadores han generado un base de datos con más de un millón y medio de imágenes que podrían ayudar a futuros desarrollos imaginativos de la IA.

Aplicaciones potenciales

Aunque la imaginación artificial se basa en ideas preexistentes, los investigadores consideran que su desarrollo puede ser compatible con casi cualquier tipo de situaciones, con múltiples aplicaciones potenciales.

La capacidad de imaginar lo desconocido puede otorgar a los ordenadores la posibilidad de hacer que los sistemas de IA sean más justos, al eliminar por completo prejuicios culturales relacionados con la raza o el género.

También podría ayudar a los médicos y biólogos a descubrir fármacos más útiles, sintetizando nuevas medicinas obtenidas de imaginar posibilidades a partir de propiedades de diversos medicamentos.

Imbuir máquinas con imaginación también podría ayudar a crear una IA más segura, por ejemplo, al permitir que los vehículos autónomos imaginen y eviten escenarios peligrosos nunca vistos durante los ensayos.

«El aprendizaje profundo ya ha demostrado un rendimiento insuperable, pero esto se ha conseguido muchas veces sin comprender los atributos que hacen que cada objeto sea único. Por primera vez, tenemos un nuevo sentido de la imaginación en los sistemas de inteligencia artificial», concluye Yunhao Ge.

Referencia:

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Zero-shot Synthesis with Group-Supervised Learning. Yunhao Ge et al. The International Conference on Learning Representations (ICLR), Vienna, May 2021.

Imagen de Portada: El nuevo sistema de IA se inspira en los humanos: cuando un humano ve un color de un objeto, podemos aplicarlo fácilmente a cualquier otro objeto sustituyendo el color original por el nuevo. Ilustración/Chris Kim (USC).

FUENTE: Tendencias – Creatividad – Imaginación – Inteligencia Artificial – Redes neuronales artificiales. Por Eduardo Martínez de la Fe (Periodista Científico).

Dinamarca: un arqueólogo aficionado halló 22 piezas de oro del siglo VI.

Pertenecen a pueblos pre vikingos que habitaban ese país

De acuerdo a los primeros exámenes, los objetos pudieron haber sido enterrados como una ofrenda a los dioses en un momento de severos cambios climáticos. Las piezas fueron encontradas en el suroeste de Dinamarca, que según los historiadores se convirtió en la cuna de los reyes vikingos entre los siglos VIII y XII.

Las piezas serán exhibidas en el museo Vejle a partir de febrero de 2022.

Un arqueólogo aficionado encontró en Dinamarca 22 objetos de oro con símbolos del siglo VI, que pueden proporcionar nuevos detalles sobre los pueblos pre vikingos que habitaban ese país.

Así lo anunció esta mañana el director de investigación del museo Vejle, que albergarán el tesoro.

Algunos de los objetos tienen motivos únicos e inscripciones que pueden referirse a los gobernantes de la época, pero también recuerdan a la mitología nórdica, dijo Mads Ravn a la prensa internacional.

“Son los símbolos de los objetos los que los hacen únicos, más que su valor en oro”, observó, precisando que en total los objetos pesaban alrededor de un kilo.

Entre las piezas, también hay una que hace referencia al emperador romano Constantino, de principios del siglo IV y un medallón del tamaño de un platillo.

Según los primeros exámenes, los objetos pudieron haber sido enterrados como una ofrenda a los dioses en un momento de severos cambios climáticos, cuando las temperaturas se volvieron muy frías luego de una erupción volcánica ocurrida en Islandia en 536, que cubrió el cielo con nubes de ceniza.

“Hay muchos símbolos, algunos nunca antes vistos, que nos permitirán ampliar nuestro conocimiento de la gente de este período”, señaló.

El tesoro fue encontrado cerca de Jelling en el suroeste de Dinamarca, que según los historiadores se convirtió en la cuna de los reyes vikingos entre los siglos VIII y XII.

Estará en exhibición en el museo Vejle a partir de febrero de 2022.

El arqueólogo aficionado encontró el tesoro hace unos seis meses usando un detector de metales, pero la noticia recién se conoció ahora.

Imagen de portada: Gentileza de Página 12

FUENTE: Página 12 – Dinamarca/Vikingos/Hallazgo

SALUD PERSONAL

La pérdida de visión puede afectar al cerebro.

Un cuerpo creciente de evidencia sugiere que cuando el cerebro de la gente mayor tiene que esforzarse más para ver, podrían registrarse deterioros en el lenguaje, la memoria y la atención, entre otras cosas.

La práctica médica tiene que dividir a sus pacientes —o sea, a ti y a mí— en especialidades definidas por las partes del cuerpo: oftalmología, neurología, gastroenterología, psiquiatría y demás. 

Pero la realidad es que el cuerpo humano no funciona como partes aisladas. Más bien opera como un conjunto integrado y la avería de una de sus partes puede afectar a muchas otras.

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Ya he escrito sobre el posible daño que puede causar la pérdida auditiva en la salud del cerebro, de nuestros huesos y corazón, así como afectar nuestro bienestar emocional.

Si no se trata, la pérdida de la audición puede incrementar el riesgo de padecer demencia. Incluso quienes tienen una capacidad auditiva ligeramente alterada pueden sufrir déficits cognitivos significativos.

Ahora, un creciente conjunto de investigaciones está demostrando que la pérdida de la visión también puede afectar el funcionamiento cerebral. Tal como sucede con la audición, si el cerebro tiene que esforzarse más para asimilar lo que ven nuestros ojos, esto puede causar estragos en la cognición.

El estudio más reciente, publicado en la revista JAMA Network Open en julio, dio seguimiento a 1202 hombres y mujeres cuyas edades oscilaban entre los 60 y los 94 años durante un promedio de

casi siete años. Todos participaron en el Estudio Longitudinal sobre el Envejecimiento de Baltimore y se sometieron a pruebas de cognición y de la vista cada uno o cuatro años entre 2003 y 2019.

Los investigadores hallaron que los sujetos que obtuvieron los resultados menos favorables en las pruebas iniciales de agudeza visual —que medían la claridad con que podían ver, por ejemplo, las letras de una tabla optométrica a cierta distancia— fueron más propensos a padecer un deterioro cognitivo con el paso del tiempo, incluyendo déficits en el lenguaje, la memoria, la atención, así como la capacidad de identificar y localizar objetos en un espacio.

Otros problemas visuales, como la percepción de profundidad y de contrastes, también tuvieron efectos perjudiciales en la capacidad cognitiva.

La investigadora principal, Bonnielin Swenor, epidemióloga del Instituto Ocular Wilmer de la Universidad Johns Hopkins, dijo que el nuevo estudio “se suma a un cúmulo cada vez mayor de datos longitudinales que demuestran que la deficiencia visual puede propiciar un declive de la cognición en adultos mayores”.

Corregir la visión deficiente es bueno para el cerebro.

Por si piensas que la relación es a la inversa —que el deterioro cognitivo afecta la visión— otro estudio en el que participó Swenor mostró que cuando se consideran ambas funciones, era dos veces más probable que la deficiencia visual afectase el declive cognitivo que al contrario. Este estudio, publicado en 2018 en JAMA Ophthalmology y liderado por Diane Zheng de la Facultad de Medicina Leonard M. Miller de la Universidad de Miami, incluyó a 2520 adultos con edades entre los 65 y los 84 años que vivían de manera independiente, cuyos funcionamientos visual y cognitivo se examinaron de manera periódica. Zheng y sus coautores concluyeron que mantener una buena capacidad visual conforme

envejecer podría ser una manera eficaz de minimizar el deterioro de la cognición en la edad adulta.

“Cuando la gente sufre pérdida visual, cambia la manera en que vive su vida. Disminuye su actividad física y social, que resultan muy importantes para mantener un cerebro saludable”, explicó Swenor. “Esto predispone a las personas a un declive cognitivo acelerado”.

Sin embargo, identificar y corregir la pérdida de la visión en etapas tempranas puede ser útil, afirmó Zheng. Sugirió que las personas se realicen revisiones oculares regulares, al menos una vez cada dos años, y más a menudo si padecen diabetes, glaucoma u otros padecimientos que pueden afectar la visión. “Asegúrense de poder ver bien con sus lentes”, recomendó.

Cuando las gafas por sí solas no son suficientes.

Existen “deficiencias visuales que los lentes no pueden resolver”, advirtió Swenor, como la degeneración macular y el glaucoma relacionados con la edad. Las enfermedades de la retina empezaron a alterar la visión de Swenor desde que tenía veintitantos años. Aquellos que padecen problemas como los de ella pueden beneficiarse de algo llamado rehabilitación de la baja visión, una especie de terapia física para los ojos que ayuda a las personas con deficiencia visual a adaptarse a situaciones comunes y desenvolverse mejor en la sociedad.

Swenor, por ejemplo, puede ver objetos en contextos de alto contraste, como un gato negro con una valla blanca de fondo, pero le cuesta diferenciar entre colores similares. Por ejemplo, no se puede servir leche en una taza blanca sin derramarla. Su solución: usar una taza de color obscuro. Hacer estos ajustes es una tarea constante, pero le permite seguir desempeñándose bien en su vida profesional y social.

La sociedad también debe ayudar a las personas con deficiencias visuales a vivir con seguridad fuera de su hogar. La mayoría de las cosas en los hospitales son blancas, por ejemplo, lo cual crea riesgos para la seguridad de las personas con sensibilidad reducida a los contrastes. Como alguien que ha conducido un auto desde hace 50 años, he notado que las barreras de seguridad en las carreteras que solían ser del mismo color que la superficie del camino ahora casi siempre están pintadas de colores de alto contraste como naranja o amarillo, lo cual sin duda reduce los accidentes automovilísticos incluso para las personas que pueden ver perfectamente.

“Tenemos que crear una sociedad más inclusiva que tome en cuenta las necesidades de las personas con deficiencias visuales”, afirmó Swenor.

Las mejoras en el hogar podrían fomentar la salud cerebral.

Las personas con problemas de percepción de profundidad también pueden incorporar elementos de diseño que son útiles en su casa. Poner tiras de colores en los salientes de las escaleras, tener muebles de distintas texturas y objetos codificados por colores puede mejorar la capacidad de una persona para moverse con seguridad. La gente que ya no puede leer libros también puede optar por escuchar audiolibros, podcasts o música, sugirió Swenor.

El vínculo entre las deficiencias visual y cognitiva “no es una sentencia irreparable”, agregó. “Hay muchas maneras de fomentar la salud cerebral para las personas con pérdida de la visión”.

En Estados Unidos, un primer paso en esa dirección podría ser conseguir la aprobación en el Congreso del proyecto de ley para ampliar Medicare, lo cual, a su vez, también podría instar a las aseguradoras privadas a cubrir la atención y rehabilitación oftalmológicas. La propuesta actual de los demócratas de ampliar los beneficios de Medicare bien podría pagarse sola a la larga con la reducción de los costos médicos ya cubiertos para el declive cognitivo y físico.

Un ejemplo concreto: el costo de un solo reemplazo de cadera como consecuencia de una caída relacionada con la deficiencia visual excedería el costo de varios cientos de exámenes de la vista y correcciones visuales necesarias.

Imagen de la portada: Gentileza Pinterest

FUENTE: The New York Time – Por Jane Brody es columnista de salud personal, puesto que ocupa desde 1976. Ha escrito más de una docena de libros, incluidos los más vendidos, “Jane Brody’s Nutrition Book” y “Jane Brody’s Good Food Book”

¿Cómo mejorar la circulación cerebral? 

Estos son los hábitos que favorecen el flujo sanguíneo hacia el cerebro.

VIDA MODERNA

Prevenir ciertas enfermedades y mejorar su memoria y concentración son algunos de los beneficios de estas prácticas.

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El flujo sanguíneo cerebral es el volumen de sangre que recibe este órgano en un periodo de tiempo determinado. Aunque el cerebro representa menos del 2 por ciento del peso de una persona, es el responsable del gasto de la quinta parte de la energía que produce el cuerpo. Para que funcione correctamente necesita oxígeno y glucosa, y estos nutrientes los recibe de los vasos sanguíneos que transportan la sangre.

Así cuando se requiere, se aumenta la cantidad de sangre que fluye en determinada parte del cerebro para que funcione óptimamente, y gracias a la función de los vasos sanguíneos esa región cerebral recibe la energía necesaria. De ahí que sea importante hacer todo lo posible por mantener una buena circulación cerebral.

Se trata de hábitos diarios que construyen un estilo de vida saludable, que tal y como indica el sitio web especializado Mejor Con Salud, “protege la salud cerebral y ayuda a prevenir enfermedades asociadas a una mala circulación”. Y no solo esto, aportan otros importantes beneficios al mantener el organismo activo y bombeando energía.

De acuerdo a una investigación de la American Association of Neurological Surgeons, el cerebro depende de las arterias carótidas y las vertebrales para su suministro de sangre, por lo que es importante que estas arterias estén sanas. Esto porque, con frecuencia, ocurren accidentes cerebrovasculares isquémicos, pues las carótidas están bloqueadas con acumulación de grasa. O cuando una arteria sobre la superficie del cerebro se ha roto o tiene fugas, causa sangrado y daño en el cerebro, lo que es conocido como accidente cerebrovascular hemorrágico.

Por lo anterior es de gran importancia que el flujo sanguíneo y el oxígeno necesario lleguen al cerebro. Sin oxígeno y nutrientes, las células cerebrales afectadas se dañan o mueren, y si mueren no pueden regenerarse y lo que puede causar daños devastadores tales como discapacidades físicas, cognitivas y mentales.

Consejos para entrenar el cerebro y prevenir el deterioro cognitivo

Algunos factores de riesgo frente a esto son los malos hábitos como el tabaquismo y el sedentarismo. A los que también se relacionan dificultades de la salud como la presión arterial alta, diabetes, enfermedades arteriales, colesterol alto y otros trastornos del organismo.

Por lo tanto, evite fumar, pues altera el aumento del flujo sanguíneo cerebral y porque además puede incidir en la progresión de la enfermedad de Alzhéimer.

El sobrepeso y la obesidad también pueden ser un factor de riesgo, pues un índice de masa corporal alto está asociado a la reducción del flujo sanguíneo cerebral y un mayor riesgo de accidente cerebrovascular.

En ese mismo orden de ideas se debe mantener a raya también el estrés, porque puede afectar la función vascular cerebral y aumentar el riesgo frente a otros padecimientos. Por esto es importante adquirir hábitos saludables como los que sugieren los expertos.

Para empezar se recomienda practicar ejercicios aeróbicos, que quiere decir “con oxígeno”. Se trata de aquella actividad física que a través de movimientos rápidos y rítmicos hace que el corazón y pulmones hagan un esfuerzo adicional para aportar oxígeno a las células musculares y ayudar así al gasto calórico.

Una investigación publicada en Artery Research, señala que este tipo de entrenamiento aumenta la velocidad del flujo sanguíneo cerebral y puede mitigar la disminución de este que se da a causa del envejecimiento.

¿Cómo aumentar la serotonina en el cerebro de manera natural?

No se requiere de extensas rutinas para recibir los beneficios de la actividad aeróbica, basta con caminar diariamente durante media hora, o correr o montar en bicicleta durante 15 minutos. Si lo prefiere puede tomar clases de baile o aeróbicos, siempre hay una opción para cada gusto.

Existen también ciertos alimentos que benefician y estimulan el flujo sanguíneo cerebral, principalmente aquellos que aportan antioxidantes, hidratos de carbono, proteínas y omega 3. Así que debería incluir en su dieta huevos, frutas como arándanos, fresas y cítricos, y verduras como tomates, col rizada, brócoli, espinacas y espárragos, entre otros. Esto además de granos enteros como quinoa, arroz integral, avena. Para obtener los ácidos grasos esenciales, incluye salmón, sardina, aguacate, aceite de oliva y frutos secos.

También se recomienda entrenar las funciones cognitivas, es decir la atención, comprensión y memoria, pues esto ayuda a generar nuevas conexiones entre neuronas, lo que hace que la salud cerebral sea más resistente a posibles enfermedades.

Por último, cultive diariamente emociones positivas, pues esto ayuda a mejorar el flujo sanguíneo cerebral y las funciones cognitivas. Para lograrlo trate de mantener un buen sentido del humor, practique alguna técnica de relajación como la meditación o el yoga, y avive sus relaciones sociales para estimular a su cerebro.

imagen de portada: Gentileza de SEMANA/Otras: Gentileza Pinterest

FUENTE RESPONSABLE: SEMANA – Salud/Cerebro/Bienestar/Vida Moderna.