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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• Scitech News

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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Social scientists build case for 'survival of the kindest'

By Yasmin Anwar, Media Relations | 08 December 2009
BERKELEY — Researchers at the University of California, Berkeley, are challenging long-held beliefs that human beings are wired to be selfish. In a wide range of studies, social scientists are amassing a growing body of evidence to show we are evolving to become more compassionate and collaborative in our quest to survive and thrive.

(Photo illustration by Jonathan Payne)

In contrast to "every man for himself" interpretations of Charles Darwin's theory of evolution by natural selection, Dacher Keltner, a UC Berkeley psychologist and author of "Born to be Good: The Science of a Meaningful Life," and his fellow social scientists are building the case that humans are successful as a species precisely because of our nurturing, altruistic and compassionate traits.

They call it "survival of the kindest."

"Because of our very vulnerable offspring, the fundamental task for human survival and gene replication is to take care of others," said Keltner, co-director of UC Berkeley's Greater Good Science Center. "Human beings have survived as a species because we have evolved the capacities to care for those in need and to cooperate. As Darwin long ago surmised, sympathy is our strongest instinct.”

Empathy in our genes

Keltner's team is looking into how the human capacity to care and cooperate is wired into particular regions of the brain and nervous system. One recent study found compelling evidence that many of us are genetically predisposed to be empathetic.

The study, led by UC Berkeley graduate student Laura Saslow and Sarina Rodrigues of Oregon State University, found that people with a particular variation of the oxytocin gene receptor are more adept at reading the emotional state of others, and get less stressed out under tense circumstances.

Informally known as the "cuddle hormone,” oxytocin is secreted into the bloodstream and the brain, where it promotes social interaction, nurturing and romantic love, among other functions.

"The tendency to be more empathetic may be influenced by a single gene,” Rodrigues said.

The more you give, the more respect you get

While studies show that bonding and making social connections can make for a healthier, more meaningful life, the larger question some UC Berkeley researchers are asking is, "How do these traits ensure our survival and raise our status among our peers?"

(Photo illustration by Nick Stanger)

One answer, according to UC Berkeley social psychologist and sociologist Robb Willer is that the more generous we are, the more respect and influence we wield. In one recent study, Willer and his team gave participants each a modest amount of cash and directed them to play games of varying complexity that would benefit the "public good.” The results, published in the journal American Sociological Review, showed that participants who acted more generously received more gifts, respect and cooperation from their peers and wielded more influence over them.

"The findings suggest that anyone who acts only in his or her narrow self-interest will be shunned, disrespected, even hated,” Willer said. "But those who behave generously with others are held in high esteem by their peers and thus rise in status.” "Given how much is to be gained through generosity, social scientists increasingly wonder less why people are ever generous and more why they are ever selfish,” he added.

Cultivating the greater good

Such results validate the findings of such "positive psychology” pioneers as Martin Seligman, a professor at the University of Pennsylvania whose research in the early 1990s shifted away from mental illness and dysfunction, delving instead into the mysteries of human resilience and optimism.

While much of the positive psychology being studied around the nation is focused on personal fulfillment and happiness, UC Berkeley researchers have narrowed their investigation into how it contributes to the greater societal good.

One outcome is the campus's Greater Good Science Center, a West Coast magnet for research on gratitude, compassion, altruism, awe and positive parenting, whose benefactors include the Metanexus Institute, Tom and Ruth Ann Hornaday and the Quality of Life Foundation.

Christine Carter, executive director of the Greater Good Science Center, is creator of the "Science for Raising Happy Kids” Web site, whose goal, among other things, is to assist in and promote the rearing of "emotionally literate” children. Carter translates rigorous research into practical parenting advice. She says many parents are turning away from materialistic or competitive activities, and rethinking what will bring their families true happiness and well-being.

"I've found that parents who start consciously cultivating gratitude and generosity in their children quickly see how much happier and more resilient their children become,” said Carter, author of "Raising Happiness: 10 Simple Steps for More Joyful Kids and Happier Parents” which will be in bookstores in February 2010. "What is often surprising to parents is how much happier they themselves also become."
The sympathetic touch
As for college-goers, UC Berkeley psychologist Rodolfo Mendoza-Denton has found that cross-racial and cross-ethnic friendships can improve the social and academic experience on campuses. In one set of findings, published in the Journal of Personality and Social Psychology, he found that the cortisol levels of both white and Latino students dropped as they got to know each over a series of one-on-one get-togethers. Cortisol is a hormone triggered by stress and anxiety.

(Photo illustration by Eva Rousse)

Meanwhile, in their investigation of the neurobiological roots of positive emotions, Keltner and his team are zeroing in on the aforementioned oxytocin as well as the vagus nerve, a uniquely mammalian system that connects to all the body's organs and regulates heart rate and breathing.

Both the vagus nerve and oxytocin play a role in communicating and calming. In one UC Berkeley study, for example, two people separated by a barrier took turns trying to communicate emotions to one another by touching one other through a hole in the barrier. For the most part, participants were able to successfully communicate sympathy, love and gratitude and even assuage major anxiety.

Researchers were able to see from activity in the threat response region of the brain that many of the female participants grew anxious as they waited to be touched. However, as soon as they felt a sympathetic touch, the vagus nerve was activated and oxytocin was released, calming them immediately.

"Sympathy is indeed wired into our brains and bodies; and it spreads from one person to another through touch,” Keltner said.

The same goes for smaller mammals. UC Berkeley psychologist Darlene Francis and Michael Meaney, a professor of biological psychiatry and neurology at McGill University, found that rat pups whose mothers licked, groomed and generally nurtured them showed reduced levels of stress hormones, including cortisol, and had generally more robust immune systems.

Overall, these and other findings at UC Berkeley challenge the assumption that nice guys finish last, and instead support the hypothesis that humans, if adequately nurtured and supported, tend to err on the side of compassion.

“This new science of altruism and the physiological underpinnings of compassion is finally catching up with Darwin's observations nearly 130 years ago, that sympathy is our strongest instinct,” Keltner said.

Panorama familiar del Ardipithecus

Esta ilustración refleja la historia de nuestra evolución desde que nos separamos de nuestros antepasados comunes con otros primates actuales, a juzgar por los restos fósiles que hemos ido descubriendo. El tamaño indica la antigüedad evolutiva, y nos presenta al Ardipithecus ramidus como el homínido más antiguo del que se conserva un esqueleto completo (del S. tchadensis y del O. tugenensis solo tenemos algunos huesos). Su estudio ha revelado que ya supuso un estadio intermedio hacia la posición erguida, que hasta ahora solo se había comprobado a partir de Australopithecus afarensis como Lucy.
1 Sahelanthropus tchadensis. Hace 7 millones de años
2 Ardipithecus ramidus. 4,5 millones
3 Australopithecus anamensis. 4 millones
4 Australopithecus gardhi. 2,5 millones
5 Homo ergaster. 1,5 millones
6 Homo habilis. 2 millones
7 Orronin tugenensis. 6 millones
8 Australopithecus afarensis. 3,5millones
9 Australopithecus bahrelghazali. 3 millones.
10 Homo antecessor. 1 millón de años
11 Homo rhodesiensis. 500.000 años
12. Homo sapiens. 160.000 años, hasta hoy
13. Homo heidelbergensis. 500.000 años
14. Homo neardentalensis. 60.000 años