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El Conectoma cerebral. 02. Una sencilla idea.

En la entrada anterior de esta serie acerca del conectoma cerebral vimos cómo la evolución imbricó de forma indeleble su estructura física con sus emergencias funcionales. En ésta de hoy se me ocurre que podríamos partir de mínimos e iniciar la andadura con algo tan simple como asomarnos al “patio social” de las neuronas. Vamos a entrar en materia observando cómo algunas de esas células presentan la capacidad de estar “especializadas” en particulares propuestas perceptivas o cognitivas muy concretas. Podemos preguntarnos si quizás eso sea un comportamiento de fondo para todas ellas, lo que nos llevaría de la mano a la idea de que necesariamente deben de trabajar en colaboración con otras. Esta particularidad nos estaría sugiriendo una primera idea acerca de la existencia de redes de actividad neuronal.

Me estoy refiriendo a lo que se conoce como “la neurona de la abuela”.[1] Hoy en día tenemos medios para medir in situ lo que pasa en una única neurona[2] lo que nos ha permitido observar en algunas de ellas su preferencia a responder a un particular tipo de estímulo: se activan con curiosa intensidad cuando el sujeto dueño del cerebro donde habita ve o piensa en su abuela o en cualquier cosa relacionada con ella. Lo cual no nos debe llevar a pensar algo tan simple e inexacto como que esta neurona es la única que soporta el percepto “abuela”, y que si la extirpáramos nos olvidaríamos de tan querido familiar. No es así. Sigue leyendo ›

  1. En los años 60 del siglo pasado Jerry Lettvin, un reconocido científico cognoscitivo norteamericano, postuló la teoría llamada “neurona de la abuela“, que sugería que la información concerniente a un concepto descansaba en una sola neurona. Ahora se sabe que eso, siendo en cierta medida así, no es exactamente cierto. []
  2. Gracias a pequeños microelectrodos que por su tamaño pueden ser implantados en una neurona individual y medir así el estado de sus polarizaciones. []

Un proceso emergente al que hemos llamado vida

Curiosamente, en estos últimos días, escribo el día 11 de junio de 2019, en los comentarios de la entrada 32 de la serie “Biografía de la Vida”, de este blog de El Cedazo, entrada que está dedicada a describir cómo los peces conquistaron la tierra, se ha suscitado un foro en donde se argumentan diversas posturas acerca de la consciencia del hombre. Lo cual me ha hecho pensar en lo que pueda ser la Vida y en lo que pueda ser el Hombre que razona.

¿Qué es la Vida? ¿Qué es estar vivo? Creo que simplemente es un concepto, uno más, inventado por nosotros los hombres para podernos entender cuando hablamos y que concreta un proceso que se halla en el seno de la Existencia con las siguientes características: Vida es lo que cualifica a un sistema capaz de autosubsistir y de autogenerarse. Metabolismo y descendencia.

Físicamente no es nada misterioso, aunque sí complejo. Sigue leyendo ›

Explorando el álgebra geométrica 15 – La rotación simple

La serie dedicada al álgebra geométrica llega con esta entrada al importante tema de las rotaciones. En la entrada anterior vimos las simetrías axiales y las simetrías (reflexiones) respecto a un hiperplano. Veremos ahora cómo la composición de dos reflexiones (o, también, de dos simetrías axiales) resulta en una rotación simple.

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El Conectoma cerebral. 01. Una red evolutiva.

En este blog de El Cedazo vengo publicando desde hace tiempo varias entradas relacionadas con el cerebro humano. Ello demuestra un especial interés en investigar y conocer, en la medida de lo que sea posible para un profano, como es mi caso, las entretelas más básicas de algo que nos crea la ilusión-realidad de un Yo que actúa en y reacciona con su medio. No sólo proporcionándonos una evidencia consciente, sino también gestionando un desconocido submundo inconsciente que bulle en modo autónomo dentro de las redes de nuestro encéfalo.

El cerebro creó al hombre”, “El cerebro y el mito del yo” y “Eres tu memoria” son tres libros, entre muchos al respecto, que hablan de cómo el cerebro modela por sí solo al hombre. Han sido escritos por tres eminentes neurólogos, Antonio Damasio, Rodolfo Llinás y Luis Rojas-Marcos. Con seguridad habrá muchos más abundando en la idea de que somos lo que nos propone nuestro cerebro, amén de infinitas opiniones, conferencias o frases que apoyan esta realidad psico-biológica. Sabemos con certeza que es así, pero no sabemos con exactitud milimétrica cómo lo consigue. En esa serie de entradas, que comienza con la de hoy, nos vamos a centrar en un solo aspecto, que consiste en cómo la red de conexiones neuronales, a todos sus niveles, condiciona definitivamente la funcionalidad del sistema nervioso y su traducción a percepciones, acciones motoras, emociones o pensamientos. Tal como lo podemos leer en el libro “Discovering the Human Connectome”: “…la función cerebral surge a partir de la acción coordinada de los elementos neurales organizados en forma de un complejo sistema multiescala.”[1]

Imagen de un cerebro humano, tomada mediante la técnica conocida como tomografía por emisión de positrones (PET), que muestra su consumo energético (Wikimedia, dominio público)

En esta serie vamos a hablar, por tanto, de lo que se conoce como Conectoma. De forma sencilla, aunque luego revelaremos que incompleta, el conectoma es el conjunto de conexiones físicas, dinámicas y funcionales neuronales.[2] Algo semejante como concepto semántico, e incluso con un sorprendente paralelismo en las bases de su funcionamiento, a lo que es el genoma como el conjunto de genes de un organismo vivo que condicionan su fenotipo y su fisiología. Sigue leyendo ›

  1. Escrito por Olaf Sporns, profesor en ciencias psicológicas y cerebrales de la Universidad de Indiana, y editado por MIT Press, Massachusetts Institute of Technology, 2012, página 179. []
  2. Más adelante en la serie veremos cómo estos tres aspectos del conectoma no son exactamente lo mismo. []

Historia de un ignorante, ma non troppo… Concierto para piano y orquesta número 3, de Serguéi Prokófiev

Hace unos años que apareció en esta serie musical una obra del compositor ruso Serguéi Prokófiev, su Sinfonía número 1, “Clásica”, una sinfonía de la que el propio compositor dijo que “sería la que Haydn compondría si estuviese vivo en 1916″, que fue cuando la compuso… Una bella sinfonía pero un tanto “extraña” para el momento en que fue escrita, en pleno auge de los “ismos” que tanto cambiaron la música clásica en aquellas dos o tres primeras décadas del siglo XX.

Hoy vuelve a la palestra Serguéi Prokófiev con una obra mucho más adecuada, por así decirlo, al momento temporal en que fue escrita: su Concierto para piano y orquesta número 3 en do, Op. 26, compuesto en 1921, sólo cinco años después de su sinfonía clásica y completamente diferente: enérgico, exuberante y pleno de matices… y no, no es dodecafónico ni nada de eso: ya sabéis los que me seguís que no soporto esa ¿música? que tan de moda se puso por aquellas épocas y que de vez en cuando se programa en los ciclos orquestales para disgusto mío, porque o directamente no voy al concierto o, al menos, me quedo fuera mientras los sufridos maestros se enfrentan a semejante galimatías.

Además, la versión que enlazo hoy es una versión de referencia de este concierto, por varios motivos, como bien comprobaréis en un ratito…

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El Conectoma cerebral. 00. Prólogo.

Hoy propongo una nueva serie que se va a publicar en nuestro querido blog de El Cedazo. En esta ocasión vuelvo a temas neurológicos, ámbito que me tiene cautivado. Como en todas mis series publicadas hasta ahora, advierto que no soy un profesional del tema, sino un mero aficionado. Bien que un aficionado con sumo interés y mucho trabajo. El cerebro, nuestro gran misterio, encerrado en su cajita de hueso y con la terrible responsabilidad de que con cuatro retales nos proponga las mejores pautas para que sigamos en la vida con salud. Normalmente lo consigue… ¡gran proeza!

Reconstrucción tractográfica de las conexiones neurales ¡un punki en nuestro cerebro! (Imagen de Thomas Schultz, Wikimedia, CC BY-SA 3.0)

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Cerebro: del año 0 al año 20 (IV)

Ésta va a ser la última entrada de una miniserie de cuatro en la que desarrollamos el tema de la evolución del cerebro humano en los primeros años de vida, desde el nacimiento al final de la adolescencia con 20 años e incluso más. Como podéis imaginar, se trata de un campo que necesariamente bordea la neurología y la psicología. En la anterior entrada desarrollamos el periodo comprendido desde 5/6 a 10/11 años. Nos queda, por fin, describir la última fase.

Evolución de la altura y del perímetro craneal en los primeros años de la vida de un chico/chica estadounidenses (Imágenes a partir de “Growth, Maturation and Physical Activity“,  Robert M. Malina et al. (2003), fig. 3.11, 3.6 y 3.18, fair use)

La adolescencia: unos diez años de necesaria confusión. Los primeros tres o cuatro años son de aproximación a la fase puberal, del latín “pubere”, que significa pubis con vello, momento en que la espoleta hormonal se dispara generando una progresiva revolución corporal y mental. La explosión hormonal va a ser un factor importante en los cambios, no solamente corporales, sino de la estructura cerebral en particular. Más o menos a lo largo de esa época, que puede alargarse hasta los veinte y pocos años,[1] se va a completar la infraestructura cerebral hasta una arquitectura adulta. Parece como que se culmine la oleada de eficiencia que, desde el tronco cerebral en el momento del nacimiento, se ha ido extendiendo cerebro “arriba” a lo largo de las etapas que hemos ido estudiando. Va a llegar el momento del córtex prefrontal. Sigue leyendo ›

  1. La Organización Mundial de Salud considera adolescencia al periodo comprendido entre los 10 y 19 años de edad, y juventud al que abarca de los 19 a los 25 años. La Sociedad de Medicina y Salud Adolescente (SAHM) de Estados Unidos, en cambio, sitúa la adolescencia entre los 10 y 21 años. []

Cerebro: del año 0 al año 20 (III)

Con esta nueva entrada seguimos avanzando a través de la miniserie que comenzamos hace unas semanas y que habla de la evolución neurocognitiva durante los primeros años de la vida. Como podéis imaginar se trata de un campo que necesariamente bordea la neurología y la psicología. Si has leído la entrada anterior más o menos te habrás podido hacer una idea de lo que le sucede a un niño de hasta tres años. Ahora sigamos la flecha del tiempo.

En los próximos siete a ocho años su complejidad cerebral se va a seguir desarrollando con particular intensidad, aunque no se va a ver significativamente reflejada en el tamaño externo de la “máquina”: su perímetro craneal se va a ver incrementado en menos de un 10%.[1] Qué lejos queda aquel 60% de crecimiento anárquico de los tres primeros años de vida. Al inicio de esa fase, 3 a 11 años, la anatomía neuronal básica está ya creada y ahora sólo falta mejorarla y darle más eficiencia.

Evolución del perímetro craneal según la edad, diferenciado entre niños y niñas. Curvas de Nellhaus G. Head: “Practical Composite International and Interracial Graphs”, Pediatrics, 1968; 41:106-114. (Imagen obtenida de la red, fair use)

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  1. Hago referencia al perímetro craneal (PC) puesto que es el indicador más utilizado para estudiar el correcto desarrollo del cráneo según la edad infantil, ya que pude indicar patologías como macro y microcefalias. Un “modesto” 10% de incremento del PC puede suponer hasta un 33% de incremento volumétrico, lo cual no es tan “modesto”. La verdad es que a los 3 años el peso medio del cerebro es de 970 gramos mientras que a los 10 años ya es de 1.310 gramos. []

Historia de un ignorante, ma non troppo… Concierto para piano y orquesta número 1, de Piotr Ilich Tchaikowsky

Éste de hoy es el artículo número 75 de esta serie ignorante sobre música clásica, serie que comencé a escribir hace ya casi diez años. Muchos de los grandes compositores han pasado por estas páginas, o mejor dicho, han sido destripados en estas páginas, que sin embargo siempre han contado con el apoyo de vosotros, queridos lectores de El Cedazo. Beethoven, Bach, Tchaikowsky, Mahler, Shostakovich, Vivaldi, Mendelssohn, Mozart, Wagner, Rodrigo, Debussy, Camilo, Gorecki… autores de todas las épocas y de casi todos los estilos.[1] Y obras de todos los géneros; desde el gran oratorio coral, como lo es la Pasión según San Mateo al Réquiem contemporáneo, el de Goodall; desde la sonata de piano clásica hasta un gran concierto moderno para piano y orquesta; desde el concierto barroco hasta la música más contemporánea, obras de una gran brillantez y otras reflexivas hasta la congoja… y muchas, muchas obras sinfónicas.

Eso sí, sin orden ni concierto, según me iba apeteciendo o, más bien, según iba encontrando videos adecuados, o al menos no demasiado desastrosos, en youtube… Ah, el buen youtube. ¡Cómo ha cambiado desde 2009!

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  1. Los que me seguís sabéis que no soporto el dodecafonismo ni la mayoría de “ismos” que surgieron en la parte central del siglo XX, así que obras de esas no hay ni una. []

[De Thomson a Bohr, historia de un átomo] 0-Conceptos previos 9: Fuerzas Centrales (Parte II)

Hace unos días, en el último artículo, hablamos sobre las fuerzas centrales, pero lo hicimos todo cualitativamente. Como es costumbre en esta serie, vamos a rehacer lo que ya vimos en el último capítulo, pero para aquellos a los que no les asuste ver un poco de matemáticas.

Si no habéis leído el anterior capítulo id a leerlo, pues muchas de las cosas que hablé ahí son importantes para este artículo y no voy a repetir todas las cosas. Ahí discutimos la existencia de un vector, al que llamamos vector posición, que nos definía precisamente la posición de un objeto; y también hablamos sobre dos formas de escribir vectores, las coordenadas cartesianas y las polares. Un resumen muy general y rápido de las coordenadas cartesianas:

Un vector en dos dimensiones puede especificarse con dos números, especificando la distancia en dos direcciones perpendiculares. Por ejemplo, la distancia hacia el Este y la distancia hacia el Norte (que llamaremos, respectivamente xy, siguiendo la nomenclatura típica).

Entonces cualquier punto se puede especificar con los números x e y. A estos dos números los llamaremos coordenadas cartesianas, y a partir de aquí ya podemos dejar de hablar de Este y Norte pues eran simplemente nombres para que todos pudiéramos entendernos. Vamos a renombrar la dirección Este por lo que llamaremos el Eje x y el Norte por el Eje y.

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