miércoles, 26 de diciembre de 2012

La hipótesis de continuidad mental no supone la validez de los modelos


La psicología y neurociencia comparada basan gran parte de sus investigaciones en la suposición de continuidad de procesos psicológicos, o mejor dicho conceptos psicológicos, a lo largo de varias especies. Desde antes de los trabajos de Darwin la idea de que animales no humanos poseen características en su vida mental similares a las de los humanos ha sido denominada continuidad mental (Papini, 2011). Así, uno de los más interesantes y extremos ejemplos de antropomorfismo puede verse en los trabajos de Darwin sobre la “inteligencia” de las lombrices representando la idea de que las habilidades mentales están presentes en las especies como rasgos funcionales seleccionados entre individuos (Papini, 2011).

Fuente: http://www.biologie.ens.fr/bcsgnce/
El problema central no se encuentra en aceptar o no si las lombrices son o no inteligentes, sino en la definición del término de  inteligencia. Probablemente como el concepto se utilizó originalmente como explicación de algún tipo de comportamiento, rápidamente, explicaciones similares debieron darse a animales no humanos que exhibieron comportamientos similares funcionalmente. Pero, nuevamente, no existe un problema en asignar o no el concepto a otros individuos como si lo hay en asumir que los animales no humano tienen un proceso igual (o similar funcionalmente) no teniendo claro a que se refiere. En psicología y en investigaciones biológicas, esta práctica es tan habitual y rutinaria que es posible encontrar estudios en los que se indican bases moleculares para un proceso que inicialmente fue únicamente un término conceptual y que con su uso indiscriminado se convirtió en “algo” que tienen los individuos (de Geus, 2006; Kolata et al., 2010).  

El estudio de estos procesos psicológicos en animales no humanos han llevado a la adaptación de múltiples tareas e instrumentos que permitan evaluar este tipo de funciones teniendo en cuenta las características particulares de diferentes especies, denominadas hoy en día y ampliamente como modelos animales. Onho y colaboradores (1993), por ejemplo, reportan alteración de memoria trabajo en ratas que han sido inyectadas con bloqueo de receptores de nicotínicos pero no alteración de memoria de referencia. Las tareas de memoria en roedores han sido un gran campo de investigación que continuamente replantea si es posible adaptar el concepto utilizado inicialmente en humanos a los paradigmas en diseñados para modelos roedores. Dudchenko (2004) revisa varios instrumentos y paradigmas que intentan evaluar el modelo de memoria de trabajo en roedores. Pero aunque son varias las tareas diseñadas y reportadas permanece la duda de si estas tareas y modelos recogen los criterios necesarios de validez y confiabilidad determinados en el concepto a evaluar.

En un reciente artículo en Nature Methods, Fonio y colaboradores (2012) inicialmente reportan como los trabajos en el test o laberinto de Campo Abierto se han caracterizado por la falta de confiabilidad a lo largo de varios laboratorios dando como resultado en algunos casos hallazgos incluso contradictorios, probablemente, debido a las variaciones de instrumento o procedimiento entre diferentes estudios, generando profundas implicaciones en la validez del instrumento para medir emocionalidad en modelos no humanos. En el mismo artículo se reporta el caso del  Laberinto en Cruz Elevado (LCE), un test ampliamente utilizado en la medición de ansiedad en modelos animales, cuyas medidas de ansiedad han sido utilizadas como insumo en la prueba de medicamentos para tratar trastornos de ansiedad en el caso de humanos (Arrant, Jemal & Kuhn, 2013; Silva, Alves & Santarem, 1999; Silva & Brandão, 2000).

http://en.wikipedia.org/wiki/File:ElevatedPlusMaze.svg

http://phenome.jax.org/db/q?rtn=projects/docstatic&doc=Brown1/Brown1_Protocol
Según Fonio y colaboradores (2012) una de las razones para el amplio uso del test es la practicidad y poca inversión de recursos en su implementación (técnicos, de personal, temporales y tecnológicos). Sin embargo, la gran acumulación de datos no puede ser el criterio para la elección de un test. Por el contrario, debe intentarse determinar la validez aparente, de constructo, predictiva y los objetivos del modelo (Editorial, 2011), aun cuando se han acumulado gran cantidad de datos en la literatura. En un intento por determinar que tanto las características de ansiedad pueden ser permanentes en el laberinto de Campo Abierto, los investigadores, analizaron el comportamiento durante 45 horas de dos grupos de animales (ratones BALB/c usados como modelo de ansiedad y ratones silvestres). Encontraron que durante los primeros 30 minutos los animales BALB/c mostraban rasgos de mayor ansiedad que los animales silvestres. Pero luego de varios minutos, los animales BALB/c disminuían las respuestas de ansiedad incluso menos que los animales silvestres y prolongaban este comportamiento, incluso, como un patrón de respuesta que se mantenía en las 44 horas restantes de análisis (Fonio et al., 2012).

Fuente: Fonio et al., 2012. Measurin behavior of animals models: faults and remedies. Nature Methods, 9 (12), 1167-1170

Con estos resultados, por ejemplo, la característica de un modelo de ansiedad debe ser que las respuestas del modelo se deben mantener en el tiempo, lo que no se muestra en los resultados de los investigadores que sugieren incluso ser mejor modelo de ansiedad a los animales silvestres y la evaluación por periodos de horas y no unos pocos minutos (Fonio et al., 2012). Las razones que han llevado a este uso pueden ser, a juicio de Fonio y colaboradores (2012): la practicidad en la implementación de la tarea, así como la recolección de datos, la dificultad en la publicación de artículos que utilicen procedimientos poco difundidos, poco interés por parte de los investigadores en el replanteamiento de las características de confiabilidad y validez de los modelos e instrumentos. Añadiría a estas razones el querer antropomorfisar características de un concepto inicialmente etiquetado a humanos; la hipótesis de continuidad mental entre animales humanos y no humanos (Papini, 2011) y la utilización de pocas medidas (generalmente comportamentales en el caso de psicología) que contrasten los resultados de comportamiento; medidas fisiológicas, genéticas o epigenéticas.

No es posible que los resultados que se utilizan para determinar la eficiencia de un medicamento o un procedimiento determinado, no puedan ser replicados en diferentes laboratorios y en condiciones variantes, ya que estaría sugierendo poca validez del modelo o instrumento (a este respecto una propuesta puede ser la replicabilidad, aquí un post sobre este tema). Una posible solución además de la estandarización de las condiciones en diferentes sitios es la cooperación en la creación de datos compartidos en cuanto a resultados y procedimientos que permitan constrastar esta variabilidad y la información de las investigaciones (ver http://www.europhenome.org/, http://www.genenetwork.org/ y http://phenome.jax.org como ejemplos de bases de datos que comparten información metodológica y de resultados (Fonio et al., 2012). Así mismo, el dedicar un estudio, dentro de los posibles estudios de un laboratorio, a determinar los diferentes tipos de validez puede incrementar, a nivel metodológico y de resultados, posteriores investigaciones. En esta misma línea replicar investigaciones (en esta página se publican réplicas de estudios http://psychfiledrawer.org/) no solamente sirve para contrarrestar resultados o posibles omisiones sino que permite fortalecer conceptos o replantearlos, a propósito de nuestra compulsiva antropomorfización.

A modo de conclusión podría dejar sobre el debate si el aumento de las publicaciones de un instrumento o modelo debe ser la característica más relevante que defina la buena medición de un constructo y por ende su elección, sin sugerir tampoco que no pueda ser correcta. Es una invitación a investigadores, revisores y editores de revistas experimentales a interesarse por la fortaleza metodológica y teórica de las investigaciones viendo más allá de la elección estadística.

--César Acevedo-Triana--

Referencias
 ResearchBlogging.org 



Arrant, A., Jemal, H., & Kuhn, C. (2013). Adolescent male rats are less sensitive than adults to the anxiogenic and serotonin-releasing effects of fenfluramine Neuropharmacology, 65, 213-222 DOI: 10.1016/j.neuropharm.2012.10.010 

Posthuma, D., & de Geus, E. (2006). Progress in the Molecular-Genetic Study of Intelligence Current Directions in Psychological Science, 15 (4), 151-155 DOI: 10.1111/j.1467-8721.2006.00426.x Dudchenko, P. (2004). An overview of the tasks used to test working memory in rodents Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 28 (7), 699-709 DOI: 10.1016/j.neubiorev.2004.09.002 Anonimus (2011). Building a better mouse test Nature Methods, 8 (9), 697-697 DOI: 10.1038/nmeth.1698 Fonio E, Golani I, & Benjamini Y (2012). Measuring behavior of animal models: faults and remedies. Nature methods, 9 (12), 1167-70 PMID: 23223171 Kolata, S., Light, K., Wass, C., Colas-Zelin, D., Roy, D., & Matzel, L. (2010). A Dopaminergic Gene Cluster in the Prefrontal Cortex Predicts Performance Indicative of General Intelligence in Genetically Heterogeneous Mice PLoS ONE, 5 (11) DOI: 10.1371/journal.pone.0014036 Ohno, M., Yamamoto, T., & Watanabe, S. (1993). Blockade of hippocampal nicotinic receptors impairs working memory but not reference memory in rats Pharmacology Biochemistry and Behavior, 45 (1), 89-93 DOI: 10.1016/0091-3057(93)90091-7 Papini, M (2011). Continuidad (y discontinuidad) mental (y neural) Darwin y las ciencias del comportamiento. Gutierrez, G & Papini, M (Editores). Silva MT, Alves CR, & Santarem EM (1999). Anxiogenic-like effect of acute and chronic fluoxetine on rats tested on the elevated plus-maze. Brazilian journal of medical and biological research = Revista brasileira de pesquisas medicas e biologicas / Sociedade Brasileira de Biofisica ... [et al.], 32 (3), 333-9 PMID: 10347793 Silva RC, & Brandão ML (2000). Acute and chronic effects of gepirone and fluoxetine in rats tested in the elevated plus-maze: an ethological analysis. Pharmacology, biochemistry, and behavior, 65 (2), 209-16 PMID: 10672971 

lunes, 17 de diciembre de 2012

Aplicación terapéutica de iPSC en desórdenes neurodegenerativos

La creación de células madre pluripotentes (iPSC) a partir de células maduras y por medio de la reprogramación y expresión de algunos genes (descritos en los trabajos de Yamanaka en 2006) (Gao, Peng, Deng & Qing, 2012) representan solamente el gran avance en el manejo y entendimiento de varias funciones celulares. Adicionalmente, como lo señalan los autores, las ventajas del trabajo con reprogramación celular no implican los dilemas éticos que suponen el trabajo con células madre a partir de embriones humanos o la transferencia de material genético entre especies pero se mantiene el poder de diferenciación (Gao et al., 2012). (Vea un post sobre reprogramación)

En una parte de los desordenes neurodegenerativos algunas de las proteínas que se han reportado alteradas son: α-sinucleina, presenilina-1, tau, y huntingtina siendo además importantes en los procesos de crecimiento o plasticidad cerebral (Gao et al., 2012). Se reporta en la siguiente tabla la realización de varias investigaciones que intentan aplicar terapias de iPSC en algunos desórdenes neurodegenerativos.

Fuente: Tabla tomada de Gao, 2012.
Como terapia clínica es claro el papel que pueden cumplir las iPSC siendo además una alternativa a las terapias génicas tradicionales de transferencia nuclear. Como método de investigación en el entendimiento de la funcionalidad de las células y el papel de la reprogramación se sugieren incógnitas como por ejemplo: que pasa con las marcas epigenéticas de las células maduras (metilaciones, acetilaciones, supresión de parte del material genético); podrían dichas marcas pasar a las iPSC o viceversa; y en el caso del comportamiento que pasa con las nuevas células que son responsables del comportamiento y que podrían incorporarse para reparar los daños en las enfermedades neurodegenerativas; se encuentran las marcas en las partes de un circuito (i.e., neuronas) o en la red como tal y las neuronas son solo partes funcionales poco independientes.

--César Acevedo-Triana--

Referencias

ResearchBlogging.org Gao A, Peng Y, Deng Y, & Qing H (2013). Potential therapeutic applications of differentiated induced pluripotent stem cells (iPSCs) in the treatment of neurodegenerative diseases. Neuroscience, 228, 47-59 PMID: 23069758

miércoles, 31 de octubre de 2012

Reprogramación Celular. Una promesa hecha realidad


A comienzos de octubre de este año se anunció el premio Nobel de Medicina y Fisiología. Este año fue otorgado a Shinya Yamanaka y John Gurdon por su trabajo en la reprogramación celular. Este proceso consiste básicamente en alterar genéticamente a células maduras para que puedan ser células madre pluripotentes (iPSC –inducide Pluripotent Stem Cells-) (Hochedlinger, 2010). De ahí el nombre de reprogramación.

Photo: Creative Commons Attr. 2.0 Generic license
Photo: Gladstone Institutes/Chris Goodfellow



















Tomado de Hochedlinger, 2010

Este procedimiento ha generado un gran interés tanto a nivel económico como científico debido a los impactos y desafíos que plantea. Impactos que se extienden hasta entender el concepto mismo de vida. Un ejemplo bastante ilustrativo lo constituye el pensar poder regresar en el tiempo (y funcionalmente) a un organismo (célula, red, tejido, órgano e incluso animales completos). Si se entiende como regresar al origen la promesa por tomar un rumbo diferente en los denominados trastornos del desarrollo (Autismo, Diabetes, Cáncer o Incluso Alzheimer o Parkinson) sería bastante prometedora (Hochedlinger, 2010).
Durante muchos años poder entender este mecanismo ha estado ligado con la investigación en biología molecular, embriología, genética, actualmente epigenética e incluso biología comparada. Las células de los organismos presentan similitudes estructurales y funcionales que tentadoramente nos sugieren un mismo origen. Así, una gran cantidad de organismos parten de la unión de dos células sexuales (gametos, cada uno con la mitad de la información necesaria para estructura y función del organismo) y posteriormente comenzarán a dividirse, primero en dos células, luego en cuatro y pronto en un centenar de ellas, con característica idénticas, al cabo de una cuantas horas. De esta forma, un organismo fue un día un cúmulo de células indiferenciadas y conforme avanza el tiempo estas células iniciales (pluripotentes o totipotentes, dependiendo del momento) contenían toda la información para cualquier tipo de célula.
La publicación del proceso de clonación de Dolly marcó teóricamente una gran ruptura en entender cómo dar origen a un organismo. Según los reportes un animal fue creado a partir de la mezcla de la información de una célula madura (diferenciada). Entendiendo a partir de allí que no es necesario dos organismos o células sexuales, sino que la reprogramación de una célula puede tener potencialmente la información necesaria para el desarrollo de un organismo. Con una aproximación diferente a la transferencia nuclear Yamanaka et al., intentaron desarrollar iPSC activando genes que en células maduras se encuentran apagados (Hochedlinger, 2010). Para entonces, Agosto de 2006, se anunció que se habían generado células madre por la activación de los factores de transcripción Oct4, Sox2, Klf4 y c-Myc  en fibroblastos de ratón por vectores retrovirales (Yamanaka, 2009), evidencia de la generación de iPSC (Hochedlinger, 2010).




Tomado de: Hochedlinger, K. (2010).


Pero aunque el trabajo de Yamanaka parece reciente, los trabajos de Gurdon (2009) sobre reprogramación de gametos sexuales en anfibios han mostrado desde hace más de 40 años que el procedimiento de inducir en las células características de reprogramación era completamente viable (Gurdon, 2009). Así, hoy en día la combinación de la reprogramación celular y el entendimiento de las células madre pluripotentes muestran que la posibilidad del remplazo celular es la vía más directa para tomar una célula diferenciada (piel, por ejemplo) y convertirla en otro tejido (riñón, por ejemplo) (Gurdon, 2009), volteando los intereses de la biomecánica o la bioingeniería a la ingeniería molecular.

Tomado de Gurdon, 2009

La desafiante inquietud sobre el rejuvenecimiento celular o el detenimiento de los procesos de envejecimiento; son solo posibilidades altamente atractivas para aquellos que reconocemos el final en la inactividad celular. La creación de organismos completos a partir de una célula o corregir la información defectuosa que podrá ser transmitida a la descendencia (Harmon, 2012).

Fácilmente podrían encontrarse miles de aplicaciones en investigación y solución clínica a estos descubrimientos. Pero mientras los que observamos el progreso de estas áreas nos maravillamos con sus aplicaciones, son bastante complejos los desafíos en términos de conocimiento que falta en el campo de la reprogramación. El papel de la epigenética con la modificación de histonas como una marca diferenciadora del ambiente sobre el ADN todavía no se determina completamente. La estabilidad de las células pluripotentes y el control de la diferenciación en tejidos deseados y no cancerígenos son solo unos pocos desafíos (pero gigantes en términos de conocimiento) para utilizar y maravillarnos con la genética molecular.
Como lo había comentado en el escrito sobre los genes saltarines (jumping genes) la reprogramación tendría un impacto profundo sobre el entendimiento del comportamiento y el manejo de procesos cognitivos a partir de modificación de estructuras. En el caso de las enfermedades neurodegenerativas, donde ya se enfoca su aplicación, la inducción de nuevas neuronas que desempeñaran funciones en circuitos pre-establecidos tendría que tener un impacto en el comportamiento de estos individuos. Recientemente, Karow et al. (2012) publican un artículo sobre la inducción de neuronas a partir de células de capas endoteliales de vasos sanguíneos, que terminan generando disparos de potenciales acción, formando sinapsis e integrándose en tejido neuronal, bajo la modalidad de reprogramación por expresión de factores de transcripción por retrovirus. Utilizar células del cuerpo que cumplen una función fisiológica, metabólica o biológica clara, no es igual que utilizar células que son responsables de las personas en sí mismas (neuronas).

A modo de cierre, me resisto a creer que es posible modificar biológicamente un organismo sin que esto impacte en su función (e.g. comportamiento), más aun si lo que estamos alterando es su cerebro. Basta echar una mirada a los trabajos de control de conducta por medios de ingeniería genética y óptica (optogenética). Mucho camino y grandes hallazgos le esperan a la biología molecular y las ciencias biológicas del comportamiento.

--César Acevedo-Triana--

Referencias

Gurdon, J. (2009). Nuclear reprogramming in eggs. Nature Medicine, 15 (10), 1141-1144.

Harmon, K. (2012). Baby Mice Born from Eggs Made from Stem Cells | Observations, Scientific American Blog Network.  Retrieved from http://blogs.scientificamerican.com/observations/2012/10/04/baby-mice-born-from-eggs-made-from-stem-cells/

Hochedlinger, K. (2010). Your Inner Healers: Progress in Induced Pluripotent Stem Cells, Made Interactive. Scientific American –Interactive Features – May

Karow, M. et al., (2012). Reprogramming of Pericyte-Derived Cells of the Adult Human Brain into Induced Neuronal Cells. Cell Stem Cell, 11, 471-476. http://dx.doi.org/10.1016/j.stem.2012.07.007

Yamanaka, S. (2009). Ekiden to iPS Cells. Nature Medicine, 15 (10), 1145-1148.

lunes, 29 de octubre de 2012

Your Brain by the Numbers

Tomado de: Godwin & Cham (2012). Mind in Pictures, Scientific American Mind


Arte académica "mental"

"Para poder observar el interior de esta masa de tres libras de carne los científicos manipulan un rasgo sutil del cuerpo, la susceptibilidad a los campos magnéticos" (Chin & Upson, 2011). Esta es una parte de la presentación de un artículo en Mind (noviembre-diciembre 2011) sobre varias imágenes de la estructura y función del cerebro. Imágenes del artículo.

1. Imagen con tensor de difusión a partir de resonancia magnética


2. Imagen de resonancia magnética



3. Magnetoencefalografía


4. Conectividad funcional


5. Angiografía por Resonancia Magnética


6. Expresión genética


7. Microscopia


--César Acevedo-Triana--

Referencias

Chin, A. & Upson, S. (2011). Head shots. Scientific American Mind

GABA y Dopamina un desafío para los trastornos mentales

Como lo señala el blog The Cellular Scale, se ha reportado que las neuronas dopaminérgicas y las neuronas GABAérgicas pueden trabajar en conjunto. A pesar del conocido papel inhibitorio de los receptores para GABA y en algunos receptores de Dopamina (DA), pensar en que las neuronas fabrican los dos tipos de neurotransmisores  (y probablemente algunos más) presenta un desafío para el manejo de los trastornos mentales, en tanto, hasta hace poco el determinismo químico era una característica de los libros y artículos haciendo referencia a los denominados desordenes psiquiátricos.


Tritsch y colaboradores (2012) reportan que la activación de las neuronas dopaminérgicas desde el mesencéfalo (Sustancia Nigra y Area Tegmental Ventral) en su camino hacia los ganglios basales, y que tradicionalmente se ha considerado que modula acciones motoras y de refuerzo, generan potenciales postsinápticos inhibitorios por la liberación de GABA. Este mecanismo no utiliza el transportador vesicular de GABA sino por el contrario implica la activación del transportador vesicular de monoaminas VMAT2 que es un transportador para DA (Tristch, Ding & Sabatini, 2012).

El mecanismo de activación tradicional se basa en que la liberación de DA promueve la activación de las neuronas del estriado que constituyen el camino directo de control motor por medio de los receptores D1 asociados a proteína G y al mismo tiempo se inhibe el camino indirecto de activación motora mediante los receptores tipo D2 también asociados a proteína G (Tristch et al., 2010). También se ha mostrado que las neuronas de DA pueden liberar neuropétidos o glutamato dificultando la distinción del papel de la DA (Ibañez-Sandoval et al., 2010; Tristch et al., 2012). Adicionalmente, reportan expresión de GAD-65 (ácido glutámico decarboxilaza), enzima que participa en la síntesis de GABA, en estas neuronas DA del estriado (ya se han descrito en otras partes del SN) sugiriendo esta posibilidad disináptica. Por su parte,  Ibañez-Sandoval y colaboradores (2010) muestran propiedades electrofisiológicas de interneuronas en el estriado que responden a transmisión por DA diferentes a los subtipos de interneuronas ya descritas, y adicionalmente, mostrando que neuronas GABAérgicas puede expresar Tirosina Hidroxilasa (TH) y trasportadores de DA (Ibañez-Sandoval et al., 2010).

Junto con estos hallazgos surgen cuestiones importantes de aplicación, por ejemplo, si el consumo de drogas podría alterar la transmisión GABAérgica. Así mismo, la alteración GABAérgica en el estriado podría contribuir con la alteración de DA implicada en la Enfermedad de Parkinson (Tristch et al., 2012), ampliando la potencialidad de los fármacos utilizados en enfermedades con alteración motora y trastornos de conducta por manipulación de monoaminas.

--César Acevedo-Triana--


Referencias


Ibáñez-Sandoval, O., Tecuapetla, F., Unal, B., Shah, F., Koós, T. & Tepper, J. M. (2010). Electrophysiological and morphological characteristics and synaptic connectivity of tyrosine hydroxylase-expressing neurons in adult mouse striatum. The Journal of Neuroscience, 30 (20), 6999-7016.

Tritsch, N. X., Ding, J. B. & Sabatini, B. L. (2012). Dopaminergic neurons inhibit striatal output
through non-canonical release of GABA. Neuron, 490 (7419), 262-266. doi: 10.1038/nature11466





jueves, 11 de octubre de 2012

Editorial Nature 490 - Life Stresses (11 Octubre de 2012


En esta oportunidad una de las editoriales del último número de Nature (490, 11 Octubre 2012) señala la importancia del diálogo entre campos que tradicionalmente se han mostrado deterministas.

El tema de la editorial gira en torno al concepto de estrés como fenómeno que no puede ser explicado desde el punto de vista estrictamente biológico, sino que la sociología; como área de estudio que le interesa el ambiente en la determinación de las conductas de los individuos, también puede entrar a explicar como el ambiente tiene un papel importante en la generación de "estrés".

Es poco pertinente la editorial en vista que separa las áreas de estudio como si fueran campos cerrados de generación de conocimiento y desconoce que el trabajo en un área deberá ser por definición interdisciplinario. El autor señala que esta característica es algo que "debería" hacerse desconociendo quizás los grandes avances con que a este respecto se han producido en neurociencia comportamental, que involucra biólogos, psicólogos, médicos, genetistas, fisiólogos, entre otros, interesados en la explicación de fenómenos más que en la concentración de conocimiento en áreas aisladas.

También brilla por su ausencia la mención de los trabajos sobre epigenética que demuestran como los eventos ambientales, como la separación maternal temprana, tienen un efecto en la expresión de genes relacionados con respuestas ante situaciones de estrés (Szyf, Weaver & Meaney, 2007; Weaver et al., 2004).


--César Acevedo-Triana--


Referencias

Szyf, M., Weaver, I. & Meaney, M. (2007). Maternal care, the epigenome and phenotypic differences in behavior. Reproductive Toxicology, 24, 9–19. Doi:10.1016/j.reprotox.2007.05.001

Weaver, I. C. G, Cervoni, N., Champagne, F. A., D'Alessio, A. C., Sharma, S., Seckl, J. R. et al. (2004). Epigenetic programming by maternal behavior. Nature Neuroscience, 7, 847-854.


martes, 2 de octubre de 2012

Mind in Pictures (HM)

Tomado de: Mind Journal, July/August, 2012

Editorial Nature 489 (27 de Septiembre 2012)


Este el título de una de las editoriales de la revista Nature (489) e intenta llamar la atención sobre los pocos recursos que se invierten en la investigación sobre terapias psicológicas. A pesar de que existen varias escuelas psicológicas que han intentado desarrollar psicoterapias acordes a sus planteamientos, la investigación para replantear o unificarse con los avances de otras áreas parece inexistente. Esto unido al poco apoyo económico que se reporta en los últimos años parece mostrar un área estéril académicamente.

Uno de los argumentos de la editorial recae en comparar los recursos invertidos en áreas como neurociencia o farmacología y se concluye que el campo de la psicoterapia es "escandalosamente poco financiado" [traducción propia]. Pero poco enfatiza en el interés de los psicoterapeutas de basar sus técnicas en evidencia, quizás la razón se deba a que muchas de estas escuelas se generaron como respuesta a intereses diferentes a los académicos y ésta característica no ha cambiado desde entonces.

Si la psicología clínica se interesara por unirse a áreas más apoyadas financieramente (farmacología o neurociencia) potenciaría su crecimiento y hallazgos. Encontrando nuevamente financiación adecuada.

--César Acevedo-Triana--

miércoles, 19 de septiembre de 2012

Modelo de sobre-estimulación visual en ratones

¿podría generarse un modelo que recree la condición de televisión excesiva en niños y el impacto sobre el desarrollo cerebral?. Esta parece ser la pregunta que motivó a Christakis y colaboradores a desarrollar un modelo en ratones de la sobre-estimulación visual y auditiva de largos periodos de televisión. Quedan bastantes dudas sobre la validez y confiabilidad del modelo y surgen es más interrogantes en el campo antropomórfico de los fenómenos psicológicos. A continuación la nota de Trends Cognitive Science


Imagen tomada de: http://dx.doi.org/10.1016/j.tics.2012.09.001

--César Acevedo-Triana-

Referencia

Bilimoria, P. M., Hensch, T. K & Bavelier, D. (2012). A mouse model for too much TV?. Trends in Cognitive Science, http://dx.doi.org/10.1016/j.tics.2012.09.001




Representación de Colombia en la Convención de la APA

La convención anual de la American Psychological Association, celebrada en agosto en Orlando Florida, contó con la participación de varios representantes colombianos. La presidenta del Colegio Colombiano de Psicología (Claudia Marí a Sanín) y el Asesor de Relaciones Internacionales (Wilson López-López) mantuvieron la vocería como representantes oficiales de la psicología en Colombia. Cabe destacar que fue la única representación de Sur América en la convención.

Consulte la noticia en el boletín de la APA aquí


Imagen tomada de: The American Psychological Association Office of International Affairs, October 2012, Volumen 23, Number 3.

--César Acevedo-Triana--

miércoles, 22 de agosto de 2012

Declaración de conciencia en animales no-humanos

En una conferencia en Cambridge y con la presencia de autoridades en neurociencia se declara que el comportamiento, estructura y función de especies no humanas han evidenciado fenómenos de consciencia.

Ahora si tenemos que aceptarlo, hay una declaración al respecto, como las leyes...





En el siguiente enlace es posible acceder al PDF de la declaración, pero el párrafo que resume el edicto, dice:

"La ausencia de neocorteza no parece excluir a un organismo de la experiencia de estados afectivos. Evidencia convergente indica que animales no-humanos tiene sustratos neuroanatómicos, neuroquímicos y neurofisiológicos de consciencia al igual que la capacidad de exhibir comportamientos intencionales. Consecuentemente, el peso de la evidencia indica que los humanos no son los únicos que poseen los substratos neurológicos que generan consciencia. Animales no humanos, incluyendo todos los mamíferos y aves, y otras criaturas, como pulpos, también poseen dichos sustratos neurológicos".

--César Acevedo-Triana--


lunes, 20 de agosto de 2012

Kavril Prize in Neuroscience

La academia de ciencias y letras de Noruega, el ministerio de educación e investigación de Noruega y la fundación Kavril, cada dos años otorgan los premios Kavril (Kavril Prize) en tres áreas de investigación, a asaber, astrofísica, nanociencia y neurociencia.
En este año (2012) el premio en neurociencia  ha sido otorgado a tres científicos que "han estudiado cómo las señales sensoriales pasan desde los sitios de la sensación  como los ojos, pies o nariz al cerebro y cómo ocurre la respuesta en el cerebro" (Kravil Foundation, 2012).

Cornelia Bargmann de la Universidad de Rockefeller en New York mostró como las interacciones moleculares pueden controlar comportamientos. Así, ha descubierto que la respuesta a olores es gobernada en neuronas por vías de señalización intracelulares entre receptores de olores y neuronas sensoriales, dentro de los modelos que utiliza se encuentra el nemátodo Caenorhabditis elegans.




Winfried Denk del Instituto Max Planck para Investigación Médica en Heidelberg, Alemania, ha trabajado sobre cómo la información es transmitida de los ojos al cerebro, como parte de su investigación, hacia 1990 el anunció la invención del microscopio de fluorescencia de laser de dos fotones y luego desarrolló un microscopio electrónico de bloques seriales que permite detallar estructura muy pequeñas en 3D al interior de los tejidos.






Ann M. Graybiel, del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro, en el MIT, ha identificado y rastreado los caminos neurales que viajan desde la corteza a los ganglios basales y de los mismos devuelta a la corteza, y ha revelado que estas vías forman la base de las claves sensoriales a las acciones implicadas en el comportamiento cotidiano. También ha dado un profundo conocimiento sobre la habilidad para hacer o romper hábitos con movimientos.

PRESS RELEASE


--César Acevedo-Triana--

martes, 7 de agosto de 2012

Ciudades para la ciencia

Richard Van Noorden (2010) muestra que existen ciudades con una mayor concentración de producción científica. Esta producción no es equivalente a las grandes capitales. Señala que existen condiciones en la actividad de las ciudades mismas que podrían favorecer esta producción. Acá algunas de las imágenes más interesantes de su artículo




Fuente: tomado de: Van Noorden, R. (2010)

--César Acevedo-Triana

Referencia

Van Noorden, R. (2010). Building the best cities for Science. Nature, 467, 906-908.

Las réplicas podrían contrarrestar malas prácticas en psicología


La evidencia empírica es una de las características que diferencia el conocimiento científico de otros tipos de conocimiento (Goldenberg, 2006; Kuhn, 1992). Esta evidencia empírica tiene la propiedad de poder ser confrontada con las teorías, leyes, postulados y casi que con cualquier cuerpo de conocimientos que dé cuenta de algún fenómeno, y aceptarlo o refutarlo, parcial o totalmente (Kuhn, 1992; Suppe, 1979). Esta práctica rutinaria y necesaria en la generación del conocimiento de tipo científico puede prevenir a la ciencia de generar conocimiento denominado “pseudocientífico” que es considerado como un tipo de conocimiento que utiliza lenguaje científico pero que no cumple con los principios de verificación y refutación que si puede tener la ciencia (Bunge, 1991; 2011). Poder mantener una unificidad en el conocimiento científico viene entonces determinado por la rigurosidad en los métodos para la producción del conocimiento y en la contrastación de hipótesis o teorías.

En el caso de los fenómenos psicológicos, entendiendo por estos, un tipo de fenómenos físicos que son medidos o registrados por medio de comportamientos, es necesario señalar que si bien la disciplina psicológica ha sido tildada como científica o no científica, como ciencia natural, social, como una o más ciencias (para una discusión más amplia sobre cada posición ver Caparros, 1991; Giorgi, 1992; Kantor, 1990; Koch, 1976; Lewis, 1879 citado en Giorgi, 1992), existe un acuerdo más o menos claro en los aspectos metodológicos necesarios para que este tipo de conocimiento pueda ser considerado sistemático, confiable y válido  (para una discusión de los métodos cuantitativos y cualitativos consultar Westerman, 2006). Estos acuerdos hacen referencia a estandarizar los instrumentos en la medición de los fenómenos psicológicos con el fin de realizar trabajos que verifiquen o rechacen los hallazgos por diferentes investigadores (Clark-Carter, 2002; Hernández, Fernández & Baptista, 2010). Esta característica permite hacer que los estudios que sustentan teorías puedan y, de alguna forma, deban ser replicados. Según el psicólogo matemático Eric-Jan Wagenmakers de la Universidad de Amsterdam (citado por Yong, 2012) una ventaja que tiene la realización de trabajos que han sido publicados por otros investigadores (i.e., réplicas) es que permiten identificar problemas en los reportes científicos. Pero la lógica de las publicaciones científicas se enfoca, tradicional e históricamente, en reportar los hallazgos positivos de los experimentos (Yong, 2012).

Esta práctica habitual y mal fundamentada, probablemente por la dinámica de las publicaciones o por presión de las comunidades académicas, no permite identificar errores en los procedimientos experimentales. Esta práctica metodológica y, en última instancia, teórica es el resultado de la particularidad que tienen los fenómenos psicológicos y los instrumentos que se utilizan para su medición (Bunge, 2007). En este sentido, existen trabajos que muestran que utilizar métodos estadísticos y cuantitativos en el análisis no asegura lo correcto en el procedimiento. Por el contrario, la mala utilización de los métodos estadísticos puede tener errores incluso en artículos que ya han sido publicados (Editorial, 2005; Nieuwenhuis, Forstmann & Wagenmakers, 2011). En cuanto a los fenómenos psicológicos el riesgo de estos errores es alto. Según Chambers (citado en Yong, 2012) una razón por la cual el fenómeno de publicación de resultados positivos, incluso “contraintuitivos” en psicología es por la naturaleza del área ya que las revistas de alto impacto únicamente publican conocimiento “de alto impacto”. El papel que con respecto a este ítem cumple la comunidad académica es bastante elevado. Según varios estudios reportados en Yong (2012) el porcentaje de resultados de investigación denominados positivos en psicología no ha disminuido durante décadas, por el contrario se encuentra cercano al 100%, a pesar que la cantidad de revistas de psicología se ha multiplicado en los últimos 50 años (Ver imagen 1). El intento por poner a la psicología como una disciplina científica que muestra resultados insólitos o poco plausibles han llevado al límite a investigadores y autores de artículos, hasta el punto de falsear resultados (Vogel, 2011) o artículos que no pueden ser replicados por falsos positivos (Simmons, Nelson & Simonsohn, 2011), por poner un ejemplo, el caso de los últimos meses de la hipnosis (Elkins et al., 2008). Al parecer, los procesos de revisión de pares que se supone mejoran la calidad del proceso editorial (Gutierrez, 2012; Martinez, 2012) parecen no ser efectivos a la hora de contrarrestar la práctica de publicar a toda costa por parte de los autores.

Imagen 1. Porcentaje de resultados positivos publicados en diferentes áreas
Fuente: tomado de Yong, (2012)

En los últimos años se han incrementado la cantidad de artículos que intentan evaluar, por ejemplo, los procesos estadísticos que soportan las conclusiones de diferentes estudios (Nieuwenhuis, Forstmann & Wagenmakers, 2011) encontrando errores en la derivación del procedimiento o soportando las conclusiones en discutibles procedimientos. Aunque pueden ayudar a los revisores a estar atentos a estos procedimientos no se puede hacer nada cuando los resultados no son reales o son malos procedimientos dentro de la recolección de datos, que intenta nuevamente dar cuenta de nuevas publicaciones.

Una opción para contrarrestar la publicación excesiva de resultados positivos, con pocos controles formales, es publicar réplicas de los estudios originales. Este proceso podría permitir verificar no solamente procesos sino conclusiones de un estudio. Aunque, como lo señala Yong (2012) no es posible replicar conceptos debido a que hacen parte de la autonomía de los investigadores, si es posible encontrar fallas en el diseño, estadísticos o variables no consideradas desde el inicio. Ahora bien, la publicación de estas réplicas debería, en el mejor de los casos, ser dadas en las mismas revistas de los estudios originales para que quienes consultan la literatura tengan fácil acceso a los resultados iniciales y replicados. Es posible, que la idea resulte poco atractiva para los editores pero quizás disminuya, a largo plazo, la cantidad de estudios con resultados positivos poco fiables. Hal Pasheler de la Universidad de California (citado en Yong, 2012) ha creado un sitio web denominado PsychFileDrawer que intenta visibilizar réplicas de estudios que no son aceptados en revistas indexadas. Aunque la opción es bastante loable poco o nada puede realizarse con la cantidad de artículos que deberían ser replicados. Ahora bien, publicar artículo inicial y réplica en una misma revista no soluciona que los que consultan un artículo puedan encontrar también los resultados de la réplica. Con respecto a este punto, se han generado en los PDF´s finales marcas (denominadas CrossMark) que permiten enlazar a artículos de réplica o a posibles anuncios de corrección o de retractación por parte de autores o editores (VanNoorden, 2011). Este punto de las correcciones o retractaciones también ha ido aumentando generando nuevas prácticas en autores o revisores que muestran también lo difícil de controlar el contenido de las publicaciones (Ver imagen 2).

Imagen 2. Retractaciones en publicaciones científicas
Fuente: tomado de VanNoorden, (2011)

Finalmente, no es suficiente con la realización de las réplicas para poder contrarrestar los resultados de una investigación. Una salida a este respecto es la que se deriva de la publicación de los datos en bruto para permitir que otros autores puedan contrastar o realizar nuevos análisis. Buenos ejemplos de estas prácticas lo constituyen el GenBank de datos públicos y el Allen Brain Atlas como entidad privada. Quizás en psicología las publicaciones deban publicar no solamente el artículo final con lo que el autor quiere mostrar, sino también los datos que permitirán no solamente contrastar los resultados e hipótesis sino también permitirá desarrollar estudios de meta-análisis más fácilmente. Aunque puede parecer difícil esta práctica un punto importante lo constituye el debate de acceso abierto (open access) a los artículos derivados de investigaciones financiadas con dineros públicos lo que podría sugerir que también los datos deberían ser de acceso abierto, pero esto será tema de otra reflexión.

-- César Acevedo-Triana


Referencias

Bunge, M. (1991). A skeptic's beliefs and disbeliefs. New Ideas in Psychology, 9 (2), 131-149.

Bunge, M. (2007). Blushing and the philosophy of mind. Journal of Physiology-Paris, 101(4-6), 247-256. doi:10.1016/j.jphysparis.2007.11.008

Bunge, M. (2011). Knowledge: Genuine and Bogus. Science & Education, 20 (5-6), 411-438. doi: 10.1007/s11191-009-9225-3

Caparros, A (1991). “Crisis de la psicología: ¿singular o plural? Aproximación a algo más que un concepto historiográfico. Anuario de Psicología Universidad de Barcelona, 51, 5-20

Clark-Carter, D. (2002). Investigación cuantitativa en psicología. Del diseño experimental al reporte de investigación. México: Oxford University Press

Editorial (2005). Running the numbers, Nature Neuroscience, 8(2), 123-123. doi: 10.1038/nn0205-123

Elkins, G., Marcus, J., Stearns, V., Perfect, M., Rajab, H., Ruud, C. et al. (2008). Randomized Trial of a hypnosis Intervention for Treatment of Hot Flashes Among Breast Cancer Survivors. Journal of Clinical Oncology, 26 (31), 5022-5026.

Giorgi, A. (1992). “Toward the articulation of Psychology as a Coherent Discipline”. En Koch, S., & Leary, D. (Eds.), A Century of Psychology as Science. Washintong: American Psychological Association

Goldeberg, M. (2006). On evidence and evidence-based medicine: Lessons from the philosophy of science. Social Science & Medicine, 62 (11), 2621-2632. doi:10.1016/j.socscimed.2011.10.001

Gutierrez, G. (2012). Editorial. Revistas de Psicología en América Latina: Dificultades y Oportunidades. Revista Colombiana de Psicología, 21(1), 7-12.

Hernandez, R. S., Fernández, C. C. & Baptista, P. L. (2010). Metodología de la investigación (5ª edición). México: McGraw Hill

Kantor, J.R. (1990).  La evolución de la psicología científica. México: Trillas.

Koch, S. (1976) Language communities, search cells and the psychological studies. In J. F. Cole & W. J. Arnold (Eds.), Nebraska Symposium on Motivation, 1975: Conceptual foundations of Psychology. Lincoln: University of Nebraska

Kuhn, T. (1992). La estructura de las revoluciones científicas. México: Fondo de cultura económica.

Martinez, G. (2012). La Revisión por Pares y la Selección de Artículos para Publicación. Revista Colombiana de Psicología, 21(1), 27-35.

Nieuwenhuis, S., Forstmann, B. U. & Wagenmakers, E-J. (2011). Erroneous analyses of interactions in neuroscience: a problem of significance. Nature Neuroscience, 14(9), 1105-1107.

Simmons, J. P., Nelson, L. D. & Simonsohn, U. (2011). False-Positive Psychology: Undisclosed Flexibility in Data Collection and Analysis Allows Presenting Anything as Significant. Psychological Science, 1-8. Doi: 10.1177/0956797611417632

Suppe, F. (1979). La estructura de las teorías científicas. Madrid: Ed. Nacional

VanNoorden, R. (2011). The trouble with retractions. Nature, 478, 26-28.

Vogel, G. (2011). Report: Dutch 'Lord of the Data' Forged Dozens of Studies (UPDATE). Science. Recuperado de: http://news.sciencemag.org/scienceinsider/2011/10/report-dutch-lord-of-the-data-fo.html

Westerman, M. A. (2006). Quantitative research as an interpretive enterprise: The mostly unacknowledged role of interpretation in research efforts and suggestions for explicitly interpretive quantitative investigations. New Ideas in Psychology, 24, 189-211. doi:10.1016/j.newideapsych.2006.09.004

Yong, E. (2012). Replication studies: Bad copy. Nature, 485 (7398), 298-300. doi:10.1038/485298a

miércoles, 25 de julio de 2012

Alzheimer

La editorial de la revista  The Lancet Neurology (2012, Vol 11. No 7, p 567) reseña al grupo de investigación de la Universidad de Antioquia, a la cabeza del Dr. Francisco Lopera, como uno de los grupos que iniciará un estudio con medicamentos anti-β-amiloides en pacientes con polimorfismos que aumentan el riesgo de Alzheimer. PDF

--César Acevedo-Triana

Referencias

Editorial (2012). Colombia at the centre of preclinical AD research. The Lancet Neurology, 11 (7), 567.

Oxitocina


En varias oportunidades habremos escuchado mencionar la oxitocina como  la hormona del amor o el comportamiento social. Y aunque los resultados de ciertas investigaciones han apuntado a señalar que sería la solución a nuestros problemas sociales no es tan cierto que la dirección de oxitocina = amor sea una relación unidireccional o que sea independiente del contexto. En un artículo sobre las particularidades (Yong, 2012), o como lo titula el autor, el lado oscuro del amor, los estudios sobre oxitocina tienen implicaciones en diferentes contextos y bajo determinadas circunstancias. Quizás el error de las afirmaciones generales radique en olvidar que estudios de fenómenos básicos difícilmente pueden explicar las situaciones aplicadas.
Por otro lado, una noticia en España relaciona el nivel de oxitocina con niveles de agresividad, lo que sugeriría una posible prueba de violencia al interior de las familias. Sería un interesante aporte pero, con lo poco que sabemos, bastante arriesgado y peligroso (ver noticia completa)


--César Acevedo-Triana

Referencias

Youg, E. (2012). Dark side of love. NewScientist, 39-41

Aplicaciones para la Neuro-ciencia


La revolución tecnológica de internet y los dispositivos portátiles no ha alterado únicamente la vida social de los usuarios más jóvenes, en el mundo académico “nativos digitales” (Cabra-Torres & Marciales, 2009). Aquellos que hemos presenciado varios cambios también hemos sido testigos de la implementación de herramientas informáticas de todo orden en los procesos de enseñanza, aprendizaje, investigación, búsqueda de información, análisis de datos, entre muchas otras actividades diferentes a las redes sociales. Aunque valga la pena aclarar también en las redes sociales se ha alterado la interacción en el mundo académico, por dar un ejemplo, twitter, Academia.com, ResearchGate, Linkedin, NeuroNetwork, entre muchas otras.

Como una muestra de estas herramientas en los procesos de investigación, Kendall Powell (2012) presenta un pequeño artículo acerca de herramientas que permiten mejorar los procesos al interior de los laboratorios. Así, dentro de las aplicaciones más básicas que transformaron el consumo de material académico (artículos, libros, reseñas, revistas, entre otros) se encuentran los que permiten manipular artículos en PDF. Dentro de las aplicaciones más convencionales se encuentran “paper app” que permite buscar, descargar, organizar, leer, hacer anotaciones y envío de comentarios a artículos de todo tipo que se puedan descargar de grandes bases de datos (PubMed) y se actualiza en diferentes dispositivos.  Dentro de esta misma línea se encuentra la aplicación “GoodReader” que se utiliza como un potente lector de PDF cuya principal característica es que permite realizar varios tipos de anotación sobre los PDF. Para los ordenadores también se utilizan herramientas que permiten buscar, descargar y trabajar sobre los documentos, por mencionar dos ejemplos interesantes se encuentran “Mendeley” y “ReadCube”, este último recomendado por Nature.com.

Dentro de los buscadores en bases de datos se encuentran varias aplicaciones para dispositivos móviles que facilitan la búsqueda de información, por ejemplo, PubSearch, un app para iphone y ipad permite buscar entre miles de artículos en PubMed; otro competidor interesante es la multinacional Elsevier que con los buscadores de ScienceDirect y Scopus es posible en teléfonos y tablets tener la información de sus bases de datos. En América Latina, Redalyc también presenta una aplicación para ipad que permite tener acceso a su buscador y artículos. Pero no solamente bases de datos de múltiples áreas presentan estas ventajas. BioGene es una aplicación para ipod y ipad que permite obtener información sobre genes y su función, fue desarrollada por Computational Biology Center at Memorial Sloan-Kettering Cancer Center.
Con respecto a revistas también existen aplicaciones para móviles que facilitan el acceso a la información publicada recientemente. Nature y Science tienen cada una su respectivo buscador para celulares y tablets, de la misma forma la revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) permite acceder a su contenido en todas las áreas del conocimiento que publica. Así mismo, ScientificAmerican, The New England Journal of Medicine NEJM, PLoS, PopularScience, National Geographic, European Journal of Neuroscience, entre otros cientos de revistas.

En cuanto a neurociencia, existen varias aplicaciones útiles, dependiendo de la necesidad. Así se tienen herramientas que permiten visualizar el cerebro, por ejemplo, 3D brain (también puede descargarse para computador) o Cerebrii. También se encuentran aplicaciones para mostrar conexiones entre diferentes áreas y funciones cognitivas (Consilience, Neuro-Com, CogAt Mobile). En cuanto a aplicaciones genéticas se encuentran GenomeCache, GeneticCode, Gene Link, OD-260. Existen atlas cerebrales con imágenes reales tomadas, por ejemplo del instituto Allen, pueden encontrarse en Whole Brain app o en WholeSlide app, también se encuentran Atlas con base en imágenes de resonancia magnética (Brain MRI Atlas app). En bioinformática la universidad de UCLA ofrece un curso on-line específico para genética y neurociencia. (Grisham et. al., 2010). Y con respecto a psicología se encuentran School Psychology Tools app y OpticalEYE app en donde se pueden encontrar ilusiones ópticas.

Son miles las aplicaciones que han sido desarrolladas para mejorar los procesos pedagógicos e investigativos en la ciencia, sugiriendo que si bien los nativos digitales dominan gran parte de la información tecnológica, las compañías de desarrollo tecnológico intentar cautivar a los no nativos digitales y creo que con esta masificación y facilidad en el acceso a dispositivos lo están logrando.

La siguiente tabla es tomada del artículo de Powell (2012) y muestra aplicaciones que pueden tener una incidencia en el ejercicio investigativo desde diferentes puntos de vista.


Fuente: Powell, K. (2012)

--César Acevedo-Triana

Referencias


  1. Cabra-Torres, F. & Marciales-Vivas, G. P. (2009). Mitos, realidades y preguntas de investigación sobre los ‘nativos digitales’: una revisión. Universitas Psychologica, 8(2), 323-338.
  2. Grisham, W., Schottler, N. A., Valli-Marill, J., Beck, L. & Beatty, J. (2010). Teaching Bioinformatics and Neuroinformatics by Using Free Web-based Tools. CBE—Life Sciences Education, 9, 98-107.
  3. Powell, K. (2012). Technology. A lab app for that. Nature, 484, 553-555.


viernes, 25 de mayo de 2012

Identidad de las neuronas

Scientific American es una de las publicaciones en divulgación científica más antigua, con mayor tradición y probablemente una de las más importantes. En su volumen 306, No 3 de 2012 la portada está dedicada a lo que ellos denominan "La neurociencia de la identidad". Dicha portada, como siempre impecable por el diseño, hace referencia a un artículo titulado "What Makes Each Brain Unique" [Qué hace único cada cerebro] escrito por Fred H. Gage & Alysson R. Muotri; investigadores de la Universidad de California.

En el escrito se plantea la existencia de un mecanismo de regulación genética denominado "jumping genes" [genes saltarines]. Estos genes saltarines son definidos como segmentos de ADN que pueden o podrían copiarse y pegarse en lugares del genoma de las neuronas en el que antes no se habían expresado. Así, su función estaría relacionada con alterar la actividad de otros genes (encendido o apagado) teniendo como resultado que un cerebro particular, o mejor un grupo de neuronas tendría mecanismos para diferenciarse de neuronas que tendrían incluso la misma información genética como en el caso de los gemelos idénticos (Gage & Muotri, 2012). Debido a esta característica, se propone que las neuronas pueden cambiar su genoma (literalmente) como una respuesta al ambiente cambiante.

Este proceso desconcertante, o mejor desafiante, para quienes nos interesa el comportamiento como un resultado de la actividad cerebral añade un nuevo apartado al debate que Mario Bunge denomina estéril sobre la naturaleza del comportamiento, en donde, pesa más lo heredado o lo aprendido.  Han sido bastantes los avances teóricos desde la explosión de datos en genética (Roth & Sweatt, 2011; Trollope et al., 2012) como también los estudios que muestran que el comportamiento responde a la interacción con el ambiente (Curley et al., 2011) . Quizás uno de los puntos de convergencia de esta vieja disputa se encuentra en los estudios que muestran que los genes no son estructuras aisladas e independientes del ambiente sino que modifican su actividad en respuesta al ambiente. Este tópico, que hoy en día es un campo muy fértil académicamente se denomina "epigenética" (Trollope et al., 2012). Estudios en este sentido podrían explicar porqué animales que son manipulados genéticamente para unas características específicas se pueden comportar de forma diferente; a esto se le conoció durante mucho tiempo como inexplicables "diferencias individuales".

El procedimiento de cortar y pegar partes del ADN de forma autónoma de los jumping genes supone una relación con las primeras moléculas de información genética. Este mecanismo que inicialmente se reportó en plantas, se identificó hacia finales de los años 80 en humanos (Gage & Muotri, 2012). Uno de estos elementos móviles que se han estudiado en el tejido nervioso se denomina retrotransposon L1. El proceso de la movilidad estaría dado por una transcripción inicial del gen L1 a una cadena de ARN mensajero (ARNm) que codificará para una proteína específica, luego, la proteína se uniría nuevamente a la hebra de ARN formando un complejo molecular que iría devuelta al núcleo. Una vez allí se genera un proceso de transcripción reversa, denominada así porque el proceso de transcripción se daría desde el ARN hacia el ADN, insertando este duplicado en la hebra de ADN (Gage & Muotri, 2012).


Tomado de Gage & Muotri, 2012

Esta nueva instrucción genética abre una cantidad de posibilidades sobre la información genética. Dentro de estas posibilidades se encuentra encender genes que se encontraban inactivos o no permitir que genes activos continuen funcionando o funcionar como promotores de grandes genes estructurales o que controlan otros genes. Este fenómeno que podría propagarse a gran escala le daría a cada tejido nervioso casi que una identidad o huella particular que lo diferenciaría de otro tejido que incluso tenga la misma información genética. Los estudios de los autores junto con el reporte de otras publicaciones han llevado a sugerir que la actividad de estos genes estaría en células involucradas en la producción de nuevas neuronas, tanto en el desarrollo embrionario como en la fase de neurogenésis adulta.

Son muchos varios los interrogantes que genera un mecanismo de tan alta inestabilidad en organismos en donde los procesos homeostaticos son altamente regulados. Una de las hipótesis de este mecanismo podría ser una respuesta de adaptación a un ambiente poco estable. Esta alta e imprevisible actividad podría estar relacionada con la aparición de enfermedades que inicialmente podrían no haberse expresado (Gage & Muotri, 2012). Desde la especulación, significaría mucho que un sistema de alta actividad y variabilidad en las neuronas promoviera los procesos de estabilidad de memoria o aprendizaje. Este artículo refleja una tendencia en los estudios de comportamiento que es vincular procesos moleculares que puedan explicar fenomenos conductuales.

--César Acevedo-Triana

Referencias

Curley, J. P., Jensen, C. L. & Mashoodh, R. (2011). Champagne, Social influences on neurobiology and behavior: Epigenetic effects during development. Psychoneuroendocrinology, 36 (3), 352-371, doi: 10.1016/j.psyneuen.2010.06.005.

Gage, F. H. & Muotri, A. R. (2012). What makes each brain unique. Scientific American, 306 (3), 26-31. doi:10.1038/scientificamerican0312-26

Roth, T. L. & Sweatt, J. D. (2011). Epigenetic marking of the BDNF gene by early-life adverse experiences. Hormones and Behavior, 59 (3), 315-320. doi:10.1016/j.yhbeh.2010.05.005.

Trollope, A. F., Gutièrrez-Mecinas, M., Mifsud, K. R., Collins, A., Saunderson, E. A. & Reul, J. M. (2012). Stress, epigenetic control of gene expression and memory formation. Experimental Neurology, 233 (1), 3-11. doi: 10.1016/j.expneurol.2011.03.022.