Las diferencias entre hombres y mujeres están en las conexiones cerebrales

"Los hombres se casan con las mujeres con la esperanza de que ellas nunca cambien, mientras que las mujeres se casan con los hombres con la esperanza de que ellos sí lo hagan". Esta frase de Albert Einstein sirve para ejemplificar cómo los hombres y las mujeres somos diferentes en muchos aspectos. Y si nos metiéramos a los cerebros de ambos géneros, podríamos observar que hay diferencias notables en las conexiones neuronales entre ambos, mismas que dan sustento a las diferencias a nivel cognitivo y conductual.

Trabajos anteriores han mostrado que existen diferencias entre sexos a nivel cerebral, pero nunca se había hecho un estudio con tantos participantes para observar las conexiones neuronales a lo largo de todo el cerebro. En este trabajo, realizado por diferentes instituciones de investigación estadounidenses, se analizaron los cerebros de 949 personas de entre 8 y 22 años con el objetivo de observar las diferencias entre ambos géneros. Para esto, utilizaron una técnica llamada diffusion tensor imaging (DFI), la cual se basa en la formación de imágenes cerebrales en tercera dimensión que captan el movimiento de agua dentro del cerebro. Así, los investigadores pueden conocer las conexiones estructurales en el cerebro.

Los resultados mostraron que los cerebros de los hombres tienen una buena conexión intrahemisférica, esto es, dentro del mismo hemisferio, mientras que los de las mujeres tienen una buena comunicación interhemisférica, es decir, entre los dos hemisferios, al nivel donde se localiza el telencéfalo, la parte más grande del cerebro. Por otro lado, los hombres tienen mejor conexión entre hemisferios a nivel del cerebelo, región importante para el control motor, mientras que las mujeres tienen buena conexión intrahemisférica a este nivel.

Esto sugiere que los cerebros de los hombres tienen una estructura que facilita la conexión entre la percepción y la acción coordinada, mientras que en las mujeres facilita la comunicación entre los modos de procesamiento analítico e intuitivo. Dichos resultados son consistentes con otras investigaciones donde las mujeres han demostrado ser mejores para poner atención y memorizar caras y palabras, mientras que los hombres sobresalen por realizar mejores actividades que involucran procesamiento espacial y velocidad sensomotora.

Este trabajo da más argumentos para explicar por qué los hombres son buenos para ciertas tareas y las mujeres para otras. Por ejemplo, ellos son mejores para aprender y desempeñar una tarea en cuestión como andar en bicicleta o navegar en direcciones, mientras que ellas tienen mayor habilidad para la memoria superior y para las tareas de cognición social, por lo que son mejores para desempeñar muchas actividades a la vez y generar soluciones que funcionan para los grupos.

Además, este trabajo demuestra que las trayectorias del desarrollo de hombres y mujeres se separa a los 13 años, pues antes de esa edad no se ven muchas diferencias a nivel de conexiones cerebrales; pero entre los 14 y 17, las diferencias comienzan a pronunciarse mucho.

Trabajos como estos no son realizados sólo para satisfacer el morbo colectivo, sino también para generar terapias neurocognitivas propias para cada género, por ejemplo.

Bibliografía:

Nota fuente de ScienceDaily | Artículo original en PNAS | Nota en el blog de Historias Cienciacionales

Descubren gen asociado al consumo excesivo de alcohol

En comparación con los europeos o los estadounidenses, quienes respectivamente consumen 13 y 9.8 litros de alcohol puro al año por persona, los latinoamericanos nos vemos más decentes ya que consumimos, en promedio, 5.5 litros. Sin embargo, el consumo nocivo de las bebidas alcohólicas causa cerca de 2.5 millones de muertes por año, y también se encuentra relacionado con problemas sociales y de desarrollo. Comprender las bases biológicas del alcoholismo, por tanto, resulta fundamental para tratar de diseñar nuevas estrategias que puedan controlar esta enfermedad.

El día de ayer, se publicó en la revista Nature una investigación que parece haber encontrado uno de los mecanismos detrás de la adicción al alcohol. El estudio, liderado por un consorcio de científicos provenientes de cinco universidades del Reino Unido, identificó un solo gen que regula el consumo de alcohol y demostró cómo una versión defectuosa del mismo podría estar relacionada con el alcoholismo.

El descubrimiento se logró mediante la introducción aleatoria de mutaciones sutiles en el genoma de ratones de laboratorio. Después se evaluó si su preferencia por el alcohol había cambiado. Así fue como se identificó a Gabrb1, un gen cuya función es fabricar un componente importante de los receptores GABAA en el cerebro. Se descubrió, no sin cierta sorpresa, que aquellos ratones con dos pequeños cambios en la secuencia de este gen preferían las bebidas con 10% de etanol al agua pura. La predilección por el alcohol era tanta, que los ratones llegaban a trabajar por largos periodos de tiempo con el objetivo de obtener como recompensa el suficiente alcohol como para intoxicarse durante una hora.

Los receptores GABA son importantes porque están encargados de responder a los mensajeros químicos inhibidores que llegan a nuestro cerebro con el fin de regular la actividad neuronal. El estudio demostró que los receptores mutantes se activan de manera espontánea aún cuando la molécula que los activa no está presente. Este tipo de cambios fueron particularmente fuertes en el núcleo accumbens, región del cerebro encargada de controlar las emociones de placer y recompensa.

De esta manera, «mientras las señales eléctricas de estos receptores aumentan, también lo hace el deseo de tomar», concluye Quentin Anstee, uno de los autores principales de la investigación. Lo que sigue ahora es repetir el estudio a largo plazo y tratar de identificar si Gabrb1 también está dañado en humanos alcohólicos. Es fundamental recordar que esta enfermedad no se reduce a un solo gen porque el aspecto social juega también un factor de gran importancia.

Bibliografía:

Comunicado de la Newcastle University | Artículo original en Nature communications | Cifras acerca del alcoholismo en el mundo (Organización Mundial de la Salud) | Nota en el blog de Historias Cienciacionales

Tu cerebro, un mosaico de genomas

Somos como un río que corre: nuestra agua nunca es la misma, pero en esencia somos el mismo río. Conforme pase el tiempo, los átomos y moléculas que te forman te irán abandonando poco a poco para dejar lugar a otros átomos y moléculas que, sin embargo, también formarán parte de ti. A lo largo de tu vida, muchas de tus células morirán y muchas células nuevas nacerán. A veces ni siquiera tienes tus recuerdos. Lo único que permanece es... ¿qué? Hace algunas décadas habríamos dicho que lo único que permanecía era la información contenida en el ADN de tus células. A esa larga y reveladora molécula no le importa que cambien las moléculas de las que está hecha, siempre y cuando su mensaje se mantenga. No importa el papel en el que está escrito un libro, sino las palabras que lo forman. Así, el ADN llegó a ser el refugio de todas las tribulaciones sobre la identidad. Eso que nos define como "nosotros mismos" está en nuestro genoma, en nuestro ADN.

Pero, ¿qué pasaría si cada célula de nuestro cuerpo tuviera su propio genoma? Al parecer, vamos a tener que sentarnos a filosofar de nuevo sobre la identidad, porque descubrimientos recientes han mostrado que en nuestro cuerpo coexisten mucos genomas diferentes, un fenómeno conocido como quimerismo.

El más reciente de estos descubrimientos fue realizado por Michael J. McConnell y su equipo del Instituto Salk de Estudios Biológicos, junto con colegas suyos de la Universidad de Virginia, ambos en Estados Unidos. Ellos sabían que las neuronas en el cerebro humano son propensas a un tipo de mutación llamada aneuoplodía, que ocurre cuando un fragmento grande de un cromosoma se pierde, se duplica o se traspasa a un cromosoma diferente. Sin embargo, nunca habían podido averiguar hasta qué punto ocurrían estas mutaciones, pues no existían los medios para analizar el genoma de una sola célula.

Casi una década después, McConnell y sus colegas tuvieron acceso a la tecnología necesaria y se lanzaron a averiguar relamente cuánta variación existe entre los genomas de las neuronas. Para ello, cultivaron tejidos de neuronas a partir de células pluripotenciales inducidas y secuenciaron el genoma de cada una de ellas. Lo que encontraron fue revelador: había muchas diferentes mutaciones estilo aneuploidía en todas las células que analizaron. Pero más revelador fue descubrir que cada célula tenía su propio patrón de mutaciones. Es decir, cada célula tenía un genoma distinto.

Para corroborar que eso mismo ocurría en cerebros reales y no sólo en tejidos, analizaron las neuronas de cerebros de personas recién fallecidas. También encontraron que cada una de las 111 neuronas secuenciadas tenía un genoma único.

Los autores de este estudio aventuran varias explicaciones para este fenómeno. Ellos dicen que durante la formación de las neuronas en el desarrollo embrionario, se activan rutas metabólicas que "despiertan" a elementos genómicos llamados transposones. Estos elementos son secuencias de ADN o ARN que se cortan a si mismos del genoma y luego se insertan en otros lados; son los famosos "genes saltarines". Si el hecho de convertirte en neurona despierta a tus genes saltarines, es probable que cuando seas una neurona madura tu genoma sea un desbarajuste.

¿Y tener un genoma desbarajustado que consecuencias tiene? Hasta ahora, los autores no lo saben, pero sospechan algunas. Esos cambios de aneuploidía no caían en regiones donde hubiera genes conocidos, pero se sabe que las regiones de ADN donde no hay genes sirven muchas veces para regular la expresión de los genes. Así, si cada célula tiene su genoma, cada una tiene su propio patrón de expresión y su propio comportamiento. McConnell y su equipo creen que algunas enfermedades neurológicas podrían tener su origen en este fenómeno. La otra opción es que este fenómeno sea parte de lo que está detrás de la individualidad mental (sumado, por supuesto, a la experiencia personal y la compleja conectividad de los millones de neuronas).

Por lo pronto, habrá que sentarnos de nuevo a pensar en una definición de lo que es la identidad individual. Y en ese proceso de pensamiento, nos ayudarán las neuronas que no tienen el mismo ADN que nosotros.

Bibliografia:

Artículo original, publicado en Science | Nota en Nature | Nota en el blog de Historias Cienciacionales

El cerebro de los ciegos sí puede “ver” la luz

Típico: el único rayito de luz, que por la mañana entra por tu ventana, te da justo en los ojos. Tu despertador natural, la luz, ha hecho de las suyas; comienza un nuevo día. La luz regula el que estemos despiertos, nuestra capacidad de aprender y conocer, mejora nuestro estado de alerta y nuestro rendimiento. También sincroniza nuestras funciones vitales y de comportamiento con el ambiente. Pero, ¿qué pasa con las personas ciegas? El cerebro de las personas que no tienen una visión consciente también se activa cuando hay luz.

Los científicos especulaban que unas células específicas en la retina contribuían a la función visual en el cerebro cuando se había perdido la capacidad de recibir o procesar la luz. De hecho, un estudio anterior ya habían probado esta hipótesis en un paciente ciego; pero esta vez, investigadores de diferentes universidades norteamericanas buscaron confirmar estos datos con diferentes personas. Para ello, pidieron la ayuda de tres ciegos.

En un experimento, se les pidió a los tres pacientes decir si una luz azul estaba prendida o apagada, a pesar de que no podían verla. Los tres individuos fueron capaces de determinar correctamente el momento en que la luz estaba encendida. Posteriormente, los investigadores quisieron observar cómo se activaba su cerebro cuando la luz brillaba frente a sus ojos al mismo tiempo que ponían atención a un sonido; esto permitió determinar que la luz afecta sus patrones de atención. Finalmente, los pacientes fueron sometidos a un escaneo cerebral por resonancia magnética para conocer su actividad en tiempo real. Mientras los pacientes desempeñaron una tarea de memoria auditiva, la luz azul activó regiones importantes para realizar dicha tarea. Esto es porque las zonas del cerebro que están relacionadas con estar alerta y la cognición también tienen que ver con una red cerebral que llaman “de modo predeterminado”.

Es posible que la red de modo predeterminado permita tener una fuente mínima disponible de monitoreo para que todos podamos tener información del ambiente cuando no estamos haciendo algo. De ser cierta esta idea, los resultados de esta investigación abriría la posibilidad de que la luz sea clave para poner atención y explicaría por qué la luz es importante para desempeñar tareas. Por lo pronto, este estudio demuestra que el cerebro de las personas ciegas puede “ver” o detectar luz a través de las células ganglionares de la capa de la retina, diferentes de los conos o bastones.

Bibliografía‎:

Artículo original en el Journal of Cognitive Neuroscience | Nota en ScienceDaily | Nota de Historias Cienciacionales 

Dormir limpia el cerebro

Ya se sabía que dormir es importante para almacenar recuerdos y, ahora, un estudio realizado en ratones demostró que dormir cambia la estructura celular del cerebro y lo limpia.

¿Qué sucede durante el sueño para que nuestro cerebro se limpie? Al analizar el cerebro de ratones, los investigadores de este estudio observaron que el espacio entre las neuronas de nuestro cerebro aumenta durante el sueño. Esto es porque un sistema de tuberías en el cerebro, llamado en inglés “glymphatic system”, se abre y deja que el líquido cefalorraquídeo lo recorra y así elimine los desperdicios que resultan de la actividad celular.

Los autores del trabajo estudiaron el cerebro al inyectar tinta en el líquido cefalorraquídeo de ratones y observaron cómo fluía en el cerebro mientras monitoreaban la actividad eléctrica del cerebro. Lo que detectaron es que la tinta fluyó rápidamente cuando los ratones estaban inconscientes, dormidos o anestesiados, a diferencia de cuando estaban despiertos, cuando la tinta apenas fluía.

Los investigadores se dijeron sorprendidos por lo poco que fluye el líquido cefalorraquídeo cuando los ratones están despiertos. Para probar la idea de que el espacio entre las neuronas cambia entre el estado consciente e inconsciente, utilizaron electrodos insertados en el cerebro de ratones para medir directamente el espacio entre las neuronas. Observaron que el espacio aumentó 60% cuando los ratones estuvieron dormidos o anestesiados.

Esto no termina aquí. Estudios anteriores han sugerido que las moléculas tóxicas relacionadas con desórdenes neurodegenerativos se acumulan en los espacios entre las neuronas. Así que en este trabajo, los investigadores estudiaron si el sistema glinfático tiene algo que ver con esto. Inyectaron en los cerebros de los ratones beta-amiloide, una proteína asociada con el Alzheimer, y observaron que esta molécula desapareció más rápido de los cerebros cuando los ratones estaban dormidos.

Este trabajo tiene implicaciones importantes para múltiples desórdenes neurológicos, ya que el sistema linfático puede ser el nuevo blanco para tratarlos. También resalta el papel del sueño, pues significa que necesitamos dormir para limpiar nuestro cerebro.

Bibliografía: 

Artículo original en Science | Nota en Sciecedaily | Nota en el blog de Historias Cienciacionales

¿Qué tiene el cerebro de Albert Einstein que no tenga el tuyo?

En 1955, unas horas después de que Einstein falleció, el patólogo Thomas Harvey removió el cerebro del cráneo de uno de los físicos más importantes del Siglo XX, y fotografió algunas secciones. Si la simple extracción ha causado controversia por más de cincuenta años, las características de su cerebro han sido el centro de atención y de discusiones, ya que muchos aseguran que es ahí donde está la clave de su inteligencia. Ahora, una nueva investigación analizó las imágenes que el patólogo capturó en la década de los 50’s, y reveló que su cerebro presenta un cuerpo calloso, el puente de comunicación entre ambos hemisferios, más grande que el promedio.

Los investigadores midieron el grueso del largo de una porción específica del cuerpo calloso del cerebro de Einstein y lo compararon con el de 15 hombres maduros y 52 jóvenes. El grosor del de Einstein fue mayor que el del promedio de los dos grupos de hombres. Los autores proponen que esto se debe a que existen más fibras nerviosas que conectan regiones clave, como las dos partes de la corteza prefrontral, parte responsable de que los humanos tengamos un pensamiento complejo y la capacidad de tomar decisiones. De hecho, ya se tenía evidencia de que algunas partes del cerebro de este notable físico son muy grandes y con muchos pliegues intrincados.

No nos desanimemos. La variación existe en toda la naturaleza. Tanto el cerebro de Einstein, como el nuestro, y el de todo aquel organismo con uno, tienen ciertos atributos que los hacen únicos. Por medio de algún escaneo cerebral podemos conocer las características de nuestro cerebro, o incluso podemos estudiar el de alguien que ya lo haya donado. Por ejemplo, el análisis del cerebro del matemático Carl Gauss, el Princeps mathematicorum (palabras en latín que en español significan “príncipe de las matemáticas”), arrojó que su órgano presentaba muchas circunvoluciones, característica que han relacionado con su inteligencia.

Fuentes: Artículo original en Brain | Nota en Science | Entrada en el blog de Historias Cienciacionales

Léeme con todo tu cerebro

Miguel de Cervantes Saavedra decía que "el que lee mucho y anda mucho, ve mucho y sabe mucho." Y es que a quien lee se le nota por todos lados; y a quien no, también. Esta vez, basándose en escaneos del cerebro y pruebas de lectura, un estudio identificó que es gracias al trabajo conjunto y coordinado de diferentes partes de este órgano que podemos leer.

Qinghua He, del Instituto del Cerebro y la Creatividad de la Universidad del Sur de California, Estados Unidos, y su colegas observaron la relación que existe entre la habilidad que los humanos tenemos para leer y la estructura del cerebro. Para esto, pidieron a 426 universitarios diestros (los zurdos utilizan el hemisferio contrario para leer) que desempeñaran siete pruebas diferentes para estudiar tres aspectos en su habilidad de lectura: la capacidad de los participantes para pronunciar palabras impresas, qué tan bien podían hacer conexión entre una palabra nueva y su sonido, y qué tan rápido podían leer en voz alta. Cada uno de estos tres aspectos fue relacionado con el volumen de la materia gris en diferentes partes del cerebro, es decir, la cantidad de neuronas.

Las imágenes por resonancia magnética mostraron que la capacidad para pronunciar palabras impresas está fuertemente conectado con el volumen de materia gris en el lóbulo parietal superior izquierdo, zona relacionada con el procesamiento del lenguaje; la asociación palabra nueva-sonido está conectada con el hipocampo y el cerebelo; la habilidad para leer rápido en voz alta está relacionada con las cortezas occipital, temporal, parietal y frontal.

Los resultados sugieren que la capacidad de leer es fruto de la suma de capacidades únicas, como son habilidades cognitivas generales, inteligencia y velocidad de procesamiento. Además, proporcionan nuevas perspectivas sobre la arquitectura cognitiva y neuronal de la lectura, así como la posibilidad para que las personas que tienen dificultad con la lectura ejerciten partes específicas de su cerebro a partir de terapias dirigidas.

Aunque no hay duda de que la lectura es un proceso que se tiene que construir, los sistemas neuronales para hacerlo existen. El siguiente paso en la investigación será la combinación de estos resultados con el estudio de otros factores, como es la materia blanca así como pruebas de lectura más precisas para identificar la habilidad de lectura de los participantes.

Fuentes: Artículo original en Journal of Neuroscience | Nota en Eurekalert!

¿Por qué las mujeres no son buenas en matemáticas?

El pasado viernes 8 de marzo fue el Día Internacional de la Mujer, y a partir de hoy y hasta el viernes, se conmemora la Semana Mundial del Cerebro. Por ello, en esta ocasión queremos compartirles una entrada de nuestros amigos de Pedazos de Carbono en dónde analizan la idea muy generalizada en cuanto a las habilidades matermáticas entre los distintos sexos. ¿Ustedes creen que las mujeres son peores que los hombres en matemáticas? Continúa leyendo, quizá te sorprendas...

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¿Por qué las mujeres no son buenas en matemáticas?

Tradicionalmente ha existido y prevalece en nuestra sociedad la idea de que, por alguna razón, las mujeres no son tan buenas como los hombres resolviendo problemas matemáticos; mientras que ellas son superiores a ellos en tareas verbales de comunicación. Es más, estudios sobre los resultados en pruebas de habilidades tienden a confirman estas ideas: las mujeres obtienen resultados inferiores en pruebas de matemáticas, pero superiores en pruebas de lenguaje. Basados en este tipo de evidencias, por décadas se han reforzado estos estereotipos culturales bajo el lema de que “los hombres son de Marte y las mujeres son de Venus”, llegando a sugerir incluso que la razón se podría encontrar en diferencias fundamentales en el funcionamiento de nuestros cerebros. Pero, ¿por qué es que nuestros cerebros son tan distintos?

Los psicólogos Bobbi Carothers y Harry Reis de la Universidad de Rochester piensan que han encontrado la respuesta. Y la respuesta es que todo este tiempo hemos estado haciendo la pregunta equivocada, porque hemos estado interpretando los datos de manera incorrecta.

Los estudios que suelen reportar las “diferencias” entre hombres y mujeres se suelen hacer de esta manera: Tomas a dos grupos más o menos homogéneos—misma edad, mismo estrato social, mismo nivel de educación—uno de puras mujeres y otro de puros hombres. A ambos grupos les haces las pruebas psicológicas o de habilidad que te interesan. Colectas los resultados, calculas el promedio de cada grupo, y reportas: “¡Aja! ¡En promedio los hombres son más hábiles en matemáticas que las mujeres!”

Los investigadores de Rochester nos alertan que, sin embargo, las diferencias entre promedios no nos dicen nada sobre las características que podrían ser, o no ser, representativas de cada género. La pregunta que realmente deberíamos hacer es ésta: si te doy los resultados de las pruebas de una persona, ¿puedes determinar con algún grado de certeza si se trata de un hombre o de una mujer? En otras palabras, ¿los resultados en pruebas de habilidades realmente sirven para distinguir el sexo de las personas? Y la respuesta es: No.

No es nada extraordinario encontrar mujeres increíblemente hábiles en matemáticas, al igual que hombres que pueden ser muy empáticos o extrovertidos—características que estudios anteriores típicamente asociaban con el sexo opuesto. Lo mismo concluyeron sobre muchas otras características que típicamente se suelen asignar a uno u otro estereotipo: actitudes frente a sus relaciones de pareja, sexualidad, extraversión, apertura a nuevas experiencias, amabilidad, estabilidad emocional y responsabilidad—todas ellas ocurren por igual en una amplia gama de grados tanto en hombres como en mujeres, sin permitir distinguir entre un grupo y el otro.

Esto es a diferencia de otras características físicas—como por ejemplo la altura, el ancho de los hombros, la circunferencia del brazo, o la razón entre la cintura y la cadera—que al agruparlos y analizarlos estadísticamente sí permiten distinguir claramente a dos grupos, uno dominado por mujeres y otro por hombres. Lo mismo ocurre con afinidad por actividades extremadamente estereotípicas, como los cosméticos para las mujeres o el boxeo para los hombres, pero no así con la gran mayoría de las características que definen nuestra personalidad y perfil psicológico.

Los estereotipos de género son no sólo en su mayoría falsos, como este estudio lo demuestra, sino también peligrosos porque trivializan el amplio espectro de características que nos definen como individuos. Pueden servir para desmotivar a algunas personas de buscar cierto tipo de metas, o como excusa para otros para no buscar cambiar y resolver nuestros propios defectos.

Es justo que destruyamos ya esta clase de mitos que aún prevalecen en nuestra sociedad.

Escrito por Juan A. Navarro Pérez y publicado originalmente en Pedazos de Carbono