martes, 27 de diciembre de 2016

El cerebro de una persona adulta



Cada vez más a menudo se cuestionan las políticas sobre la juventud, debido a la existencia de cada vez más evidencias de la continua maduración neurobiológica del cerebro a través de la adolescencia  y la juventud. Esto debería motivar a los neurocientíficos a lidiar con cuestiones centrales como la definición de la maduración del cerebro, cómo cuantificarla y cómo traducir con precisión este conocimiento a un público más amplio.

El doctor Leah H. Somerville expuso el enigma en detalle en un artículo  publicado en la revista Neuron.

El cerebro humano alcanza su volumen adulto a los 10 años, pero las neuronas que lo componen siguen cambiando durante años. Las conexiones entre las neuronas vecinas van disminuyendo mediante una poda selectiva muy activa en la adolescencia, mientras emergen nuevos vínculos entre las áreas más separadas del cerebro.

Eventualmente, esta reorganización se ralentiza, una señal de que el cerebro está madurando. Pero sucede a diferentes ritmos en diferentes partes del cerebro.

La poda en el lóbulo occipital, en la parte posterior del cerebro, disminuye a los 20 años. Sin embargo, en el lóbulo frontal, en la parte frontal del cerebro, se siguen formando nuevos vínculos a los 30 años, y  más allá.



Una resonancia magnética resaltando el lóbulo frontal.
A medida que la gente madura, la remodelación del cerebro se ralentiza,
 pero todavía a los 30 años se siguen formando nuevos vínculos
 en el lóbulo frontal.


A medida que la anatomía del cerebro cambia, su actividad también cambia. En el cerebro de un niño, las regiones vecinas tienden a trabajar juntas. En la edad adulta, las regiones distantes comienzan a actuar en concierto. Los neurocientíficos han especulado que esta armonía a larga distancia permite al cerebro adulto trabajar más eficientemente y procesar más información.

Pero el desarrollo de estas redes sigue siendo misterioso, y aún no está claro cómo influyen en el comportamiento. Los investigadores han encontrado que algunos niños  tienen redes neurales que parecen como si pertenecen a un adulto. Pero todavía son sólo niños.

Los adolescentes puntúan tan bien como los adultos en las pruebas de cognición, por ejemplo. Pero si a estos adolescentes se les somete a una fuerte carga emocional, sus puntuaciones pueden desplomarse. El problema parece estar en  que los adolescentes todavía no han desarrollado un sistema cerebral fuerte que mantenga las emociones bajo control. Y ese sistema puede tomar un tiempo sorprendentemente largo para madurar.



Relación entre el volumen cortical y la edad, y
Edad estimada del desarrollo del cerebro:
Cerebro completo, Frontal, Parietal, Occipital,
según la conectividad fMRI (azul), el grosor cortical (verde)
 y la anisotropía fraccional (amarillo).



Los autores de este trabajo de investigación seleccionaron  a un grupo de individuos de entre 18 y 21 años de edad. Estos individuos ya están catalogados por la sociedad como legalmente adultos, pero su maduración neurobiológica es incompleta desde cualquier métrica que se proponga.

A estos individuos se les pidió que se introdujeran en un escáner fMRI y miraran a un monitor. Se les indicó que presionaran un botón cada vez que se les mostraran caras con cierta expresión, felices en algunas pruebas, asustadas o neutrales en otras. Y en algunos casos, los participantes sabían que podrían oír un ruido fuerte y chirriante al final de la prueba.

En las pruebas sin el ruido, los sujetos que estaban siendo investigados lo hicieron tan bien como el grupo de personas de control, formado por individuos que tenían en torno a 25 años. Pero cuando en la prueba se introducía una distorsión emocional, como la que producía un sonido fuerte y chirriante, los sujetos investigados puntuaban peor en las pruebas que realizaban.

Las exploraciones cerebrales de los individuos que participaban en el experimento revelaron que las regiones del cerebro en las que se procesa la emoción se mostraban inusualmente activas, mientras que las áreas dedicadas a mantener esas emociones bajo control se mostraban  débiles. Es decir, estos jóvenes estaban más cerca de la adolescencia que de la adultez.

Lo que parecían sugerir estos resultados era que la maduración del cerebro estaba demostrando ser un proceso largo y complicado sin hitos obvios. Si la pregunta es, cuando un cerebro medio alcanza el umbral de la madurez, la respuesta estaría entre 30 años y nunca.

 Estos estudios recientes podrían ayudar a los poderes públicos en su toma de decisiones. Los Tribunales de Justicia, por ejemplo, podrían tener en cuenta la poderosa influencia de las emociones en los adolescentes e incluso en aquellas personas que se encuentran en la década de los 20. Por otra parte, se podría estudiar la reducción de  la edad para votar a los 16 años, ya que estos jóvenes son tan buenos en razonamiento lógico como los adultos mayores.

No obstante,  es importante para los científicos obtener una imagen más completa de cómo madura el cerebro. Los investigadores necesitan hacer estudios a gran escala para rastrear su desarrollo de un año a otro hasta bien entrados los 20 años o más.

El desarrollo cerebral es un proceso continuo, sin hitos reseñables y no basta con segregar a las personas con categorías sencillas, como por ejemplo etiquetar a las personas menores de 18 años como niños y a las personas mayores como adultos. Hay que ir mas allá.



sábado, 17 de diciembre de 2016

¿Una buena dieta podría proteger a nuestros descendientes de algunas enfermedades mentales?



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¿Es posible  prevenir ciertas enfermedades mentales como la esquizofrenia o la ansiedad tomando un suplemento vitamínico durante el embarazo?


Cada día, millones de mujeres embarazadas toman una serie de  vitaminas y minerales prenatales  por consejo de su médico.Estas recetas médicas tienen a la salud física en mente: ácido fólico (B9) para ayudar a evitar los problemas fetales de la médula espinal; Yodo para estimular el desarrollo saludable del cerebro; Calcio para ayudar a formar los  diminutos huesos de bebé.
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Pero ¿qué pasa con la salud mental futura de un niño? Las preguntas acerca de si el Trastorno por Déficit de Atención o Hiperactividad (TDAH) podría surgir pocos años más tarde o si la esquizofrenia pudiera aparecer en la edad adulta joven tienden a ser eclipsadas ​​por ansiedades parentales más inmediatas, como la aparición de malformaciones o enfermedades genéticas graves.

Sin embargo, al igual que los pediatras administran las vacunas infantiles para protegerse contra futuras infecciones, algunos psiquiatras ahora están pensando en cómo cambiar su disciplina centrada en el tratamiento una vez diagnosticada la enfermedad mental, hacia una que también se ocupe de la prevención temprana.

En 2013, el psiquiatra de la Universidad de Colorado Robert Freedman y sus colegas reclutaron 100 mujeres embarazadas sanas de Denver para estudiar si suministrar  colina durante el embarazo mejoraría el crecimiento cerebral en el feto en desarrollo.

A las futuras madres se les dio aleatoriamente un placebo o una forma de colina llamada fosfatidilcolina. La colina en sí se descompone por las bacterias en el intestino;  Esta forma puede ser más eficazmente absorbida en el torrente sanguíneo.
Resultado de imagen de fosfatidilcolina


La fosfatidilcolina, uno de los componentes de la  lecitina, es un elemento abundante en la yema de huevo, la leche,  el sésamo  y en los granos de soja entre otros,  es uno de los principales constituyentes de las bicapas lipídicas de las membranas celulares y es importante para la neurotransmisión colinérgica, entre otras funciones.

Aquellas futuras madres que formaban el grupo de tratamiento recibieron 3.600 miligramos de fosfatidilcolina por la mañana y 2.700 miligramos por la noche. Dado que la fosfatidilcolina supone  aproximadamente del 13 al 15 % de colina, la cantidad que recibían las mujeres era de unos 900 miligramos de colina al día, el doble de lo recomendado por la División de Salud y Medicina de las Academias Nacionales (y aproximadamente la misma cantidad contenida en tres huevos grandes).

Después del nacimiento, a los lactantes se les administraron 100 mg de fosfatidilcolina líquida o placebo una vez al día durante aproximadamente tres meses. Dado que ambos grupos también estaban recibiendo colina de la alimentación regular, la dosis aseguró que los suplementos recibidos estaban por encima de los recomendados por el  Instituto de Medicina de por lo menos 125 miligramos al día.

A las 5 semanas de edad, los niños fueron expuestos a una serie de sonidos de clic en el laboratorio, mientras que su actividad cerebral se monitorizaba mediante un  electroencefalograma, o EEG, un método para registrar la actividad eléctrica del cerebro a través de electrodos colocados en el cuero cabelludo. Normalmente, cuando se exponen al mismo sonido sucesivamente, tanto el cerebro infantil como el adulto acabaran mostrando una  "inhibición" o un pulso de actividad mucho más débil en respuesta al segundo sonido. Cuando nos acostumbramos a un sonido, dejamos de percibirlo.

Sin embargo, en algunos niños esta inhibición no se produce  y este es un hallazgo vinculado con un mayor riesgo de problemas de atención, dificultades en las relaciones sociales y, más adelante en la vida, posible diagnóstico de esquizofrenia.

Los resultados publicados en 2013 en el American Journal of Psychiatry por el grupo de Freedman muestran que el 76 por ciento de los recién nacidos cuyas madres recibieron suplementos de colina tenían una inhibición normal a los estímulos sonoros. La proporción cayó al 43 por ciento en los nacidos de madres que no los recibieron. Parecía que la colina podría ayudar al cerebro infantil a un desarrollo que minimizara los riesgos de posteriores  problemas de salud mental.

Un estudio de seguimiento a los 40 meses encontró que los niños que habían recibido suplementos de colina en el útero y después del parto tenían menos problemas de atención y menos problemas de relación social.

El consumo excesivo de colina - o más de 7.500 miligramos al día - se ha asociado con descensos en la presión arterial, sudoración, efectos secundarios gastrointestinales y un olor corporal "a pescado". La mayoría de las dietas en los países del primer mundo contienen una cantidad significativa de colina, y la suplementación a niveles óptimos no plantea efectos secundarios conocidos o riesgo para el desarrollo fetal, dice Freedman.

¿Cómo interviene la genética?


Uno de los primeros genes que se vincularon a la esquizofrenia recibe el nombre de "CHRNA7". Normalmente codifica un receptor en las neuronas que responde al neurotransmisor acetilcolina, así como a la nicotina, una transmisión esencial para la función normal del cerebro y la cognición. Las mutaciones genéticas en el gen CHRNA7 causan disminución de los niveles del receptor neuronal y se ha detectado que las personas con esquizofrenia muestran en sus neuronas un menor número de estos receptores.

La colina se sabe que es esencial para el desarrollo del cerebro y la función y también es con frecuencia deficiente en mujeres embarazadas, ya que la dieta normal no la proporciona en cantidad suficiente. También se conoce que la colina en el líquido amniótico activa el receptor CHRNA7 en el desarrollo fetal del cerebro.

Por tanto,  al igual que el ácido fólico puede ayudar a superar los defectos en el cerebro y el desarrollo de la médula espinal, tal vez complementar a las madres con colina podría ayudar a prevenir la enfermedad mental, sugiere Freedman.  Actualmente,  los niños del  estudio tienen más de 4 años de edad, y se estima que aquellos que recibieron el suplemento parecen estar en una vía de desarrollo diferente, una con menos problemas mentales.

Por otra parte, aunque los tratamientos experimentales para  la psicosis, dirigidos al gen de CHRNA7 y al receptor que codifica, están siendo explorados por otros investigadores, Freedman explica que los niveles del receptor muestran un pico en el cerebro fetal y disminuyen después del nacimiento. Por tanto, parece que el momento óptimo para probar este tratamiento  es durante el embarazo.

Aunque la colina está disponible en una serie de alimentos, el trabajo de Freedman sugiere que para muchas mujeres, las fuentes dietéticas pueden ser inadecuadas durante el embarazo. Además, los suplementos prenatales tienden a no incluirlo.

Dos estudios observacionales anteriores, realizados con encuestas de dieta en lugar de la suplementación más rigurosa controlada con placebo que el grupo de Freedman llevó a cabo, también encontraron efectos beneficiosos asociados con un mayor consumo de colina materna durante el embarazo. A los 7 años de edad, los niños de las madres que consumen más de 400 miligramos de colina al día de forma habitual, puntúan mejor en las pruebas de memoria e inteligencia. A los 18 meses, los bebés cuyas madres tenían niveles sanguíneos más altos de colina tuvieron puntuaciones significativamente más altas en las pruebas cognitivas.

Las perspectivas de la suplementación de colina en el embarazo han despertado interés médico, pero también notas de precaución. "Creo que la investigación sobre la colina es realmente intrigante y estamos empezando a investigar los niveles de colina materna también" según Catherine Monk, profesora asociada de psiquiatría y obstetricia y ginecología en el Columbia University Medical Center. "Algunas vitaminas prenatales lo contienen y los alimentos ricos en colina están fácilmente disponibles, pero tenemos mucho más investigación que hacer antes de empezar a recomendarlo ampliamente".

En general, las intervenciones basadas en la evidencia durante el embarazo y la primera infancia para prevenir la enfermedad mental son escasas. Sin embargo, existen algunos factores de riesgo modificables que pueden marcar la diferencia, muchos de los cuales se centran en mejorar el bienestar materno.

La propia investigación de Monk explora el impacto del estado emocional de una futura madre en el feto en desarrollo. Según Monk, su equipo ha demostrado que el estrés, la depresión y la ansiedad durante el embarazo aumentan el riesgo de un niño de padecer Trastorno por Déficit de Atención con Hiperactividad (TDAH), trastornos de conducta y depresión más adelante.

No obstante, la nutrición óptima, incluida la colina y las cantidades adecuadas de zinc y ácidos grasos omega-3,  pueden tener beneficios para el desarrollo y la salud mental como podría tenerlos el dejar de fumar.

Prevenir futuras enfermedades tanto físicas como mentales mediante medidas fáciles de implementar como la ingestión de una buena dieta por parte de las futuras madres debería ser un objetivo, tanto por parte de los Servicios Sanitarios, como por parte de las Administraciones. Además de la mejora de la salud pública, no es despreciable el ahorro en sanidad que supondría una menor incidencia de las enfermedades mentales en nuestra sociedad.


Basado en:

http://ajp.psychiatryonline.org/doi/abs/10.1176/appi.ajp.2012.12070940

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26376812

jueves, 8 de diciembre de 2016

¿Ocupa la consciencia humana un lugar físico dentro del cerebro?. ¿Es posible su localización?


Un nuevo estudio científico publicado en la revista Neurology revela una red neuronal dentro del cerebro que desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la consciencia.






Michael D. Fox



 Durante milenios, los filósofos han luchado por definir la consciencia humana. Ahora, un equipo de investigadores dirigido por neurólogos del  Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) ha señalado las regiones del cerebro que pueden ser fundamentales para que nos mantengamos conscientes.

Según Michael D. Fox, investigador principal de este estudio, por primera vez han  encontrado una conexión entre la región del tronco cerebral involucrada en el despertar  y las regiones involucradas en la conciencia, dos requisitos previos para el mantenimiento de la  consciencia del individuo. Tras una serie de evidencias, estos investigadores se sienten seguros de que han encontrado la red neuronal que desempeña el papel fundamental en el mantenimiento de la consciencia humana.

La neurología clásica sostiene que el sentirse despierto y la conciencia son dos componentes críticos de la consciencia. El estar despierto es una sensación  probablemente regulada por el tronco encefálico, la porción del cerebro, contigua a la médula espinal, que es responsable del ciclo sueño / vigilia y los ritmos  cardíaco y respiratorio. Según la neurociencia actual, se considera que la conciencia, otro componente crítico de la consciencia, reside en algún lugar de la corteza, la capa externa del cerebro responsable de muchas de sus funciones superiores.

Para este estudio, los investigadores analizaron 36 pacientes con lesiones del tronco encefálico, de los cuales 12 estaban en coma y 24 no. La cartografía de las lesiones reveló que una pequeña área del tronco encefálico - el tegmentum pontino dorsolateral - “específico del coma” estaba asociada significativamente con que el paciente se encontrara en estado de coma. Diez de los 12 pacientes con  lesiones del tronco encefálico que indujeron al coma mostraban dañado esta área, mientras que sólo una de las 24 lesiones de control ( pacientes que no habían entrado en coma) mostraban alteraciones en esta área.
 
Nodo del tallo cerebral, nodo de la insula anterior y
 nodo cingulado anterior  (A) Axial, (B) Coronal y (C) Sagital

Armados con esa información, Fox y sus colegas, usaron un diagrama del cableado del cerebro humano sano,  basado en un gran conjunto de datos compartidos llamado el Conectoma Humano para identificar qué otras partes del cerebro estaban conectadas a estas lesiones causantes de coma. Su análisis reveló dos áreas en la corteza cerebral que estaban significativamente conectadas a la región específica del coma  dentro del tronco encefálico. Una se situaba en la ínsula anterior ventral  izquierda (AI), la otra en la corteza cingulada anterior pregenual (pACC). Se sabía por trabajos anteriores que ambas regiones estaban implicadas en el despertar y en la conciencia.

Según el investigador Fox, ahora se dispone  de  un gran mapa de cómo el cerebro está conectado en el Conectoma Humano. Se puede ver no sólo la ubicación de las lesiones, sino también su conectividad. Durante el año pasado, los investigadores participantes en este estudio  han utilizado este enfoque para entender las alucinaciones visuales y auditivas, los trastornos del habla y los trastornos del movimiento. Un equipo colaborativo de neurocientíficos y médicos tuvo la visión y la experiencia única necesaria para aplicar este enfoque a la consciencia.

Por último, el equipo investigó si esta red neuronal del  tronco encefálico estaba funcionando en otro subconjunto de pacientes con trastornos de la consciencia, incluyendo pacientes en coma. Usando un tipo especial de escáner de resonancia magnética, los científicos encontraron que su recién identificada "red neuronal de la  consciencia" se mostraba dañada en pacientes con deterioro de la consciencia. Los resultados - apoyados por datos de estudios en roedores - sugieren que la red neuronal entre el tronco encefálico y estas dos regiones corticales desempeña un papel fundamental en el  mantenimiento de la consciencia humana.

Según los investigadores, el valor añadido de considerar las causas del coma como un trastorno de la red neuronal, es que presenta posibles objetivos para la terapia, como el uso de la estimulación cerebral para aumentar la recuperación de la conexión entre las áreas cerebrales implicadas.

Un siguiente paso podría ser investigar otros conjuntos de datos obtenidos de  pacientes que perdieron la consciencia para averiguar si están involucradas las mismas redes neuronales, u otras diferentes o superpuestas.

Definitivamente, lo más relevante es si se pueden utilizar estas redes neuronales como una diana para la estimulación cerebral de las personas con trastornos de la consciencia. Si se estimularan  las regiones y la red neuronal  involucrada, ¿se podría algún día despertar a alguien que está en un estado vegetativo persistente?  ¡Esa es la gran pregunta!.