Logran almacenar información en tejido cerebral aislado

Por primera vez, se ha conseguido crear patrones de actividad sostenidos, y específicos a estímulos, en tejidos cerebrales mantenidos in vitro. El logro es obra de Ben W. Strowbridge y Phillip Larimer, de la Escuela de Medicina de la Universidad Case Western Reserve.  Los neurocientíficos a menudo clasifican la memoria humana en tres tipos: memoria declarativa, para por ejemplo almacenar hechos o recordar eventos específicos; memoria procedimental, para por ejemplo aprender a tocar el piano; y memoria de trabajo, una función de almacenamiento a corto plazo para por ejemplo recordar un número de teléfono que nos acaban de decir para marcarlo. En el nuevo estudio, Strowbridge y Larimer estaban interesados en identificar los circuitos específicos supuestamente encargados de la memoria de trabajo.  Usando pedazos aislados de tejido cerebral de un roedor, Larimer descubrió un modo de recrear un tipo de memoria de trabajo in vitro. Él estudiaba un tipo particular de neuronas, llamadas células musgosas, que a menudo están dañadas en las personas con epilepsia y que son parte del hipocampo.  "Ver los déficits de memoria que sufren personas con epilepsia me condujo a preguntarme si podría haber una conexión básica entre las células musgosas del hipocampo y los circuitos de memoria", explica Larimer.  Las células musgosas son inusuales debido a que conservan la mayor parte de su actividad normal incluso cuando se las mantiene, vivas, en rebanadas delgadas de cerebro. La actividad eléctrica espontánea que encontraron Larimer y Strowbridge en las células musgosas fue crítica para su descubrimiento de indicios de memoria en esta región cerebral.  Cuando se insertaron los electrodos de estimulación en la loncha de hipocampo, la actividad espontánea en las células musgosas recordó cuál electrodo había sido activado. La memoria in vitro duró cerca de 10 segundos, aproximadamente el tiempo de retención típico de muchos tipos de memorias de trabajo estudiadas en las personas.  "Ésta es la primera vez que alguien ha almacenado información en pedazos espontáneamente activos de tejido cerebral de mamífero. Probablemente no es una coincidencia que hayamos logrado mostrar este efecto de memoria en el hipocampo, la región cerebral más relacionada con la memoria humana", explica Strowbridge. Scitech News

Conducta Moderna de Humanos Medio Millón de Años Antes de lo Creído

Pruebas de un comportamiento humano complejo en una época tan lejana como 750.000 años atrás, han sido obtenidas por investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén. Eso es alrededor de medio millón de años antes de lo que los arqueólogos previamente estimaban.


El descubrimiento fue realizado en el transcurso de las excavaciones en el yacimiento arqueológico de Gesher Benot Ya'aqov, ubicado en el Norte de Israel, llevadas a cabo por un equipo del Instituto de Arqueología de la Universidad Hebrea.

Un análisis de la distribución espacial de los restos hallados revela un patrón de áreas específicas en las que se llevaban a cabo distintas actividades. Este tipo de organización indica una conceptualización formal del espacio vital, que necesita de la existencia de una organización social y la comunicación necesaria entre los miembros del grupo. Se cree que estas habilidades de organización son exclusivas de los humanos modernos.

Hasta ahora, los intentos de rastrear el origen de tales comportamientos en varios asentamientos prehistóricos en el mundo se han concentrado en el análisis espacial de yacimientos arqueológicos del Paleolítico Medio, donde se han encontrado áreas de actividad, en particular las relacionadas con las chimeneas, y sobre las cuales únicamente se han encontrado datos de sólo unos 250.000 años atrás.

El nuevo estudio de la Universidad Hebrea describe una capa que corresponde a la cultura achelense (una de las primeras culturas en usar herramientas de piedra). A dicha capa, en Gesher Benot Ya'aqov, se le ha calculado una antigüedad de alrededor de 750.000 años. Las evidencias encontradas consisten en numerosas herramientas de piedra, huesos de animales y una rica colección de restos vegetales.

Los análisis de la distribución espacial de todos estos hallazgos revelaron dos áreas de actividad:

La primera área se caracteriza por evidencias abundantes de la fabricación de herramientas de sílex. Una alta densidad de restos de pescado en esta área también sugiere que en este punto se llevaba a cabo el procesamiento y el consumo de una cantidad considerable de peces. Ésta es una de las primeras evidencias de consumo de pescado por parte de los humanos prehistóricos en el mundo.

En la segunda área, las evidencias halladas indican una variación mayor en las actividades, todas ellas desarrolladas en las cercanías de la chimenea. Las numerosas piezas de madera halladas en esta área fueron usadas como combustible para el fuego. El procesamiento de basalto y piedra caliza estaba espacialmente restringido a la zona de la chimenea, donde las actividades denotan el uso de diversas herramientas de piedra.
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Nuestra habilidad de caminar y crear utensilios surgió a la vez

Reporte de la Universidad de Calgary, en Canadá, y Universidad de Harvard, en EE. UU.

Hasta ahora se creía que los pies y las manos de los seres humanos habían evolucionado hasta su forma actual en épocas independientes y respondiendo a necesidades distintas como caminar o comer.

Sin embargo, un nuevo estudio hecho con 202 personas y 89 chimpacés africanos parece demostrar precisamente lo contrario.

La investigación sugiere que, gracias a uno o varios genes vinculados al desarrollo de las extremidades, las manos y los pies tuvieron una trayectoria evolutiva común.

Según los expertos, los cambios o presiones ambientales que obligaron a los homínidos a adaptarse para caminar afectaron también a las extremidades superiores y todo a la misma vez, reveló la revista Evolution.

Los científicos basan su hipótesis en que hoy existe una sorprendente proporcionalidad entre el largo de los dedos de las manos de los seres humanos y el largo de los dedos de sus pies.

Diferencia. Hasta ahora, la teoría más difundida de la evolución humana sugería que las adaptaciones de las manos de los homínidos surgieron tiempo después de que nuestros ancestros fueron capaces de desplazarse sobre sus extremidades inferiores o pies.

Se creía que, luego de que ellos pudieron caminar, las manos dejaron de ser indispensables para garantizar la movilidad del resto del cuerpo y, entonces, evolucionaron hasta lo que son hoy.

No obstante, según la nueva investigación, manos y pies evolucionaron paralelamente: mientras la especie hacía grandes esfuerzos para adaptarse genéticamente y lograr desplazarse solo con sus pies, también se producía una adaptación física y proporcional de las manos, que se entrenaban para manipular las cosas y alimentos.

El estudio también sugiere que, durante este proceso evolutivo, los homínidos desarrollaron la habilidad para construir utensilios de piedra.

El estudio. Para llegar a estas conclusiones, los expertos compararon los dedos de manos y pies de 202 seres humanos y también de 89 monos y chimpancés africanos.

Se seleccionaron muestras de ambos grupos para determinar similitudes y diferencias físicas entre ellas en distintos momentos de la historia.

Los monos y los seres humanos son primates y, en consecuencia, comparten un origen evolutivo. Sin embargo, fue hasta hace entre cinco y ocho millones de años cuando ambas ramas se separaron y diferenciaron. Mientras los chimpancés siguen utilizando manos y pies para desplazarse, los seres humanos ahora son bípedos. De ahí, la importancia de estudiar a ambos.

Para entender cuándo o por qué se diferenciaron, se empleó un modelo matemático. Así, mediante diversas ecuaciones, se simularon diferentes momentos de la historia compartida y, en cada caso, se midieron los cambios en la longitud de los dedos de pies y manos de cada uno.

Fue así como se confirmó la evidencia de que las extremidades superiores e inferiores de los homínidos coevolucionaron.

Richard Dawkins sobre nuestro "raro" universo

Monkey see, monkey calculate: How are primates' brains wired for math?

By Katherine Harmon

 

Like a lot of humans, monkeys might not be able to do calculus. But a new study shows that they can learn and rapidly apply abstract mathematical principals.

Previous work has shown that monkeys and birds can count, but flexible applications of higher mathematic rules, the study authors asserted, "require the highest degree of internal structuring"—one thought largely to be the domain of only humans.

So researchers based at the Institute of Neurobiology at the University of Tubingen in Germany set out to see whether rhesus monkeys could learn and flexibly apply the greater-than and less-than rule. They tested the monkeys with groups of both ordered and random dots, many of which were novel combinations to ensure that the subjects couldn't have simply memorized them. The monkeys were cued into applying either the greater-than or less-than rule by the amount of time that elapsed between being shown the first and second group of dots.

"The monkeys immediately generalized the greater than and less than rules to numerosities that had not been presented previously," the two researchers, Sylvia Bongard and Andreas Nieder, wrote. "This indicates that they understood this basic mathematical principle irrespective of the absolute numerical value of the sample displays." In other words: "They had learned an abstract mathematical principal."

But the researchers were after more than simple ape arithmetic. "If and how mathematical rules can be represented by single neurons," they wrote, "has remained elusive." So during the experiment, they recorded the activity of randomly selected neurons in the lateral prefrontal cortexes of the rhesus monkeys. They chose that region of the brain because functional imaging (fMRI) studies have shown that rule-based arithmetic activates that part of the brain in humans, too. 

The data revealed that in the observed part of the brain, the majority of the neurons selected were involved in applying the mathematical rules (with equal portions activating for the greater-than and less-than applications) rather than obtaining and retaining the sensory details. The researchers concluded that this begs for a processing model that has "specific 'rule-coding' units that control the flow of information between segregated input, memory and output."

What does this mean for us, the only calculator-punching primates? The researchers noted that it likely points to a much older evolutionary root to abstract math: "These neuronal circuits…could readily be adopted in the course of primate evolution for syntactic processing of numbers in formalized mathematical systems."

The research was published online January 18 in Proceedings of the National Academy of Sciences.

Image of rhesus monkey courtesy of iStockphoto/GlobalP
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