Aprender a Gatear Va Unido a Aprender a Captar el Riesgo de Colisión de Objetos Acercándose

26 de Octubre de 2009.

¿Los bebés comienzan a gatear sólo cuando son capaces de prever el peligro? ¿O debido a que tienen mayor movilidad desarrollan la habilidad de detectar un peligro que se acerca a ellos? Según Ruud van der Weel y Audrey van der Meer, de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología en Trondheim, la habilidad de los bebés para determinar si un objeto se les está acercando en una trayectoria de colisión directa y cuándo es probable que choque, se desarrolla alrededor del momento en que cobran esa mayor movilidad.

Un objeto aproximándose en curso de colisión proyecta una imagen en aumento en la retina, lo que proporciona la información de que el objeto se está acercando y cuán inminente es el peligro. Los estímulos de esta clase crean ondas de actividad neuronal en la corteza visual de los adultos. Los autores del estudio investigaron cómo y dónde el cerebro de los niños extrae y procesa la información sobre una colisión inminente.

Los científicos utilizaron electroencefalografía de alta densidad para medir la actividad cerebral en 18 bebés de cinco a once meses de edad, cuando un punto multicolor en aumento en una pantalla (imitando un objeto aproximándose) se les acercaba a tres velocidades distintas. Los investigadores también registraron la mirada de ambos ojos.

Descubrieron que la actividad cerebral de los bebés relativa a la percepción y procesamiento del estímulo del objeto virtual acercándose, claramente tuvo lugar en la corteza visual. Los bebés de más edad (de diez a once meses de edad) fueron capaces de procesar la información mucho más rápidamente que los de entre cinco y siete meses. Este descubrimiento sugiere que en los bebés de diez a once meses de edad hay redes neuronales bien establecidas para detectar una colisión inminente, pero no aún entre los de cinco a siete meses. Los que tienen entre ocho y nueve meses se encuentran en algún punto intermedio.

Esto podría interpretarse como un signo de que las redes neuronales apropiadas están en proceso de establecerse entre los ocho y los nueve meses. Precisamente, ésta es también la edad promedio en que los bebés comienzan a gatear.

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Mutaciones Genéticas Que Hacen Irreversible a la Evolución

26 de Octubre de 2009.

Un equipo de investigación de la Universidad de Oregón ha descubierto que la evolución nunca puede retroceder, debido a que las rutas hacia los genes que un día estuvieron presentes en nuestros ancestros están bloqueadas para siempre. Este hallazgo es el resultado del primer estudio riguroso sobre la "evolución inversa" a escala molecular.

El equipo utilizó la reconstrucción computacional de secuencias de genes ancestrales, la síntesis de ADN, las técnicas de diseño de proteínas y la cristalografía de rayos X, para resucitar y manipular el gen para un receptor hormonal fundamental tal y como existió en nuestros primeros ancestros vertebrados hace más de 400 millones de años. Los investigadores descubrieron que en un período de tiempo corto, cinco mutaciones aleatorias hicieron modificaciones sutiles en la estructura de la proteína que dieron por resultado una incompatibilidad total con la forma primigenia del receptor.

Tal como señala Joe Thornton, profesor del Centro para la Ecología y la Biología Evolutiva de la Universidad de Oregón, el descubrimiento de que la evolución "quema los barcos" con los que ha llegado a un nuevo lugar, implica que las versiones actuales de las formas de vida en la Tierra no pueden ser las más perfectas en términos absolutos ni tampoco inevitables.

Durante mucho tiempo, los biólogos evolutivos han estado fascinados por la posibilidad de que la evolución pudiera ir hacia atrás. Esta cuestión ha pasado un largo tiempo sin respuestas claras, debido a que raras veces los científicos saben exactamente qué características tenían nuestros ancestros, o los mecanismos por los cuales evolucionaron hacia sus formas modernas. Los autores del nuevo estudio resolvieron estos problemas gracias a que hicieron un análisis a escala molecular, que les permitió resucitar proteínas ancestrales tal como existieron hace mucho tiempo, y usar manipulaciones moleculares para "diseccionar" el proceso evolutivo en su avance y también hacia atrás.

"Si pudiéramos retrasar el reloj y lograr que la historia transcurriera de nuevo, casi con toda certeza se producirían conjuntos distintos de mutaciones, sin consecuencias aparentes a corto plazo, abriendo algunos caminos potenciales y bloqueando otros, incluyendo al que condujo al presente hacia el cual evolucionó nuestro mundo", explica Thornton. "Si lo que observamos en la evolución del receptor es un fenómeno general, entonces la biología que poseemos es sólo una de las muchas combinaciones de los dados evolutivos".

El equipo de Thornton incluyó a Jamie Bridgham de la Universidad de Oregón y Eric A. Ortlund de la Universidad Emory en Atlanta.

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Percepción y sentidos

La integración de la tecnología a la percepción humana cada vez se aproxima más buscando espacios de mayor y mejor interfases entre máquinas y humanos, el siguiente materia es un buen ejemplo.

Creatividad y formación

Este video sin duda será de mucho interés en los procesos de formación académica, por favor vealo.

Cultura y robots

LA RAZON FUNDAMENTAL POR LA QUE DORMIMOS

LA RAZON FUNDAMENTAL POR LA QUE DORMIMOS

¿Por qué necesitamos dormir? ¿Cuál es la razón de que este proceso sea tan fundamental para muchas especies? Existen varias teorías sobre la función del sueño, entre ellas la de que se necesita ese estado para realizar debidamente tareas de mantenimiento del cerebro (incluyendo la consolidación de recuerdos y la poda de los menos importantes), la de que el sueño es idóneo para revertir los daños causados por el estrés oxidante mientras estamos despiertos, y la de que el sueño estimula la longevidad. Ninguna de esas teorías está bien fundamentada, y muchas se excluyen mutuamente. Sin embargo, un nuevo análisis aporta una visión diferente sobre el sentido evolutivo de dormir.

Normalmente, el sueño se ha visto como algo negativo para la supervivencia, porque mientras un animal duerme puede ser vulnerable a los depredadores y se ve impedido de desarrollar las conductas que garantizarían su supervivencia. Estas conductas incluyen la alimentación, la procreación, el cuidado de los miembros de su familia, la observación del entorno para detectar peligros, y la búsqueda de presas.

Por eso se ha creído que el sueño obedece a alguna función fisiológica o neurológica aún no identificada, que no puede desempeñarse cuando los animales están despiertos.

El laboratorio de Jerome Siegel, profesor de psiquiatría y director del Centro de Investigación del Sueño en el Instituto Semel para la Neurociencia y la Conducta Humanas en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), ha llevado a cabo una investigación sobre la duración del periodo de sueño de una gran variedad de animales. El equipo ha llegado a la conclusión de que el sueño por sí mismo es notablemente adaptable, y se parece mucho a los estados inactivos observados en numerosas especies, incluyendo vegetales y microorganismos simples, los cuales, en muchos casos, ni siquiera poseen sistema nervioso. Esto constituye un desafío a la idea de que dormir es sólo cosa del cerebro.

La hibernación es un ejemplo de actividad que regula la conducta para sobrevivir. Al hibernar, un animal logra una eficaz reducción del consumo de energía y, por tanto, su necesidad de alimentos. Esto le permite permanecer refugiado en madrigueras subterráneas, a salvo de los depredadores.

A diferencia de la hibernación o el letargo, el sueño es rápidamente reversible, es decir, los animales pueden despertar de inmediato y recobrar las capacidades propias del estado de vigilia. Este beneficio de la reactivación rápida es una adaptación exclusiva que les permite responder con relativa velocidad ante bastantes señales sensoriales captadas mientras duermen.

Los humanos también encajamos en este análisis. Lo más significativo del sueño no es la vulnerabilidad o la falta de respuesta que produce ante ciertos estímulos, sino su capacidad para reducir el metabolismo corporal y cerebral, y, sin embargo, garantizar todavía ese alto nivel de respuesta ante el entorno.

Un ejemplo citado muy a menudo, es el de cómo los padres logran despertarse con los primeros quejidos de su niño pequeño, y, sin embargo, son capaces de dormir con los ruidos de una tormenta. Éste es un buen ejemplo que demuestra la habilidad del cerebro humano, mientras duerme, para procesar continuamente bastantes señales sensoriales y activar un despertar completo ante un estímulo significativo, en unos pocos cientos de milisegundos.

En los humanos, el cerebro constituye, como promedio, sólo el 2 por ciento del peso total corporal, pero consume el 20 por ciento de la energía gastada durante una jornada de vigilia con actividad física discreta. Por tanto, el ahorro de energía derivado del dormir tiene una gran relevancia adaptativa. Además de conservar energía, el sueño también trae beneficios para la supervivencia del ser humano, como son, por ejemplo, la reducción del riesgo de accidentes, una menor necesidad de consumir recursos, y menos probabilidades de ser detectado por los depredadores si el individuo está bien escondido de estos, o en un lugar fuera de su alcance.

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CAMINAR EN CIRCULOS

CAMINAR EN CIRCULOS

En muchas novelas y películas, es un tema común que cuando las personas se pierden en un desierto o una selva terminan caminando en círculos. No importa cuánto se esfuercen para andar en línea recta; en algún punto acaban topándose con sus propias huellas y se desesperan porque comprenden que nunca regresarán a la civilización. Sorprendentemente, la creencia de que las personas caminan en círculos cuando están perdidas se basa casi por completo en evidencias anecdóticas y nunca se ha estudiado sistemáticamente en un desierto o selva verdaderos.


Un equipo de científicos del Grupo de Acción y Percepción Multisensorial del Instituto Max Planck para la Cibernética Biológica en Tubinga, Alemania, bajo la dirección de Jan Souman y Marc Ernst, ha presentado ahora la primera evidencia empírica de que las personas realmente caminan en círculos cuando no tienen señales fiables de su dirección al andar.

En este estudio, se examinó la trayectoria seguida por cada una de diversas personas que caminaron durante varias horas en el Desierto del Sahara y en la zona boscosa alemana de Bienwald. Los científicos usaron el sistema de posicionamiento global GPS para grabar estas trayectorias. Los resultados revelan que los participantes sólo eran capaces de mantener una trayectoria recta cuando el Sol o la Luna eran visibles. En cuanto el Sol desaparecía detrás de alguna nube, los individuos empezaban a caminar en círculos sin que se dieran cuenta de ello.

Una explicación ofrecida en el pasado para el caminar en círculos es que la mayoría de las personas tiene una pierna un poco más larga o más fuerte que la otra, lo que produciría una desviación sutil pero sistemática hacia una dirección. En los nuevos experimentos se constató, sin embargo, que esa no es la causa, ya que las mismas personas a veces se desviaban hacia la derecha y otras hacia la izquierda, siendo muy raros los casos en que se desviaban sistemáticamente hacia un solo lado.

Por consiguiente, caminar en círculos no está causado por las diferencias en la longitud de las piernas o en su fuerza, sino que más probablemente es el resultado de la creciente incertidumbre sobre dónde está la dirección hacia adelante. Los pequeños errores aleatorios en varias clases de señales sensoriales que proporcionan la información sobre la dirección en la que se está caminando se van acumulando con el tiempo, haciendo que una persona perciba que camina en línea recta cuando en realidad se desvía de esa dirección.

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