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Las nanopartículas calientes estimulan el cerebro

18.03.2015

Las nanopartículas calentadas por un campo magnético pueden reemplazar los implantes cerebrales convencionales con electrodos y fuentes de energía externas.

Muchos han oído hablar de los métodos de estimulación cerebral transcraneal, cuando un área particular de la corteza cerebral se ve afectada por un campo magnético o una corriente eléctrica débil sin ninguna intervención quirúrgica. El año pasado, se publicó un artículo en Science que afirmaba que usar un campo magnético externo puede mejorar la memoria, y en 2013, investigadores de la Universidad Ben-Gurion pudieron usarlo para librar a varios fumadores de su mal hábito, al menos durante seis meses. .

Pero los métodos puramente transcraneales no son muy específicos. Por otro lado, existen métodos invasivos, cuando implantamos electrodos en el cerebro que actúan selectivamente sobre determinados grupos de células. Con la ayuda de tales electrodos, es posible, por ejemplo, suprimir el temblor muscular en pacientes con síndrome de Parkinson, pero el inconveniente de este método es obvio: la intervención quirúrgica más la necesidad de una fuente de alimentación externa.

Polina Anikeeva del Instituto de Tecnología de Massachusetts y su laboratorio han desarrollado un método ingenioso que elimina la necesidad de un implante cerebral permanente al mismo tiempo que brinda especificidad de estimulación. Su esencia es que se introducen en el cerebro nanopartículas de óxido de hierro, que no llevan ningún fármaco, pero pueden calentarse en un campo magnético. Cuando se calientan, estimulan los receptores de capsaicina en las membranas celulares. La capsaicina es un alcaloide que proporciona un sabor ardiente al pimiento, las proteínas receptoras para él (TRPV1) se encuentran en diferentes células, incluidas algunas neuronas cerebrales. Sin embargo, en ausencia de receptores, es posible obligar a la célula a sintetizarlos mediante métodos de ingeniería genética, como se hizo en este caso.

Las proteínas sensibles a la capsaicina reaccionan a las nanopartículas calentadas y abren un canal iónico en la membrana, como resultado, la célula se excita y genera un impulso. Por lo general, estas nanopartículas calientes se consideran un agente antitumoral que les permite matar las células cancerosas, pero esta vez los investigadores estaban interesados en simplemente excitar las células sin matarlas. Al ajustar la fuerza del campo magnético, puede lograr la temperatura deseada de las partículas y el efecto deseado. Ellos mismos, al ser químicamente completamente inertes con respecto al tejido vivo, pueden permanecer bastante tiempo en el lugar donde fueron introducidos. Tal como escriben los autores del trabajo en su artículo en Science, su método permitió estimular en ratones una zona del mesencéfalo denominada región tegmental ventral (que, por cierto, está implicada en el sistema de refuerzo y está involucrada en la formación de adicción a las drogas) durante un mes.

En el futuro, las nanopartículas con un campo magnético pueden usarse como un estimulador de neuronas inalámbrico y de "larga duración", lo que permitiría resolver una variedad de problemas médicos y de investigación. Por supuesto, la aplicación práctica aún está lejos, pero tenemos una prueba fundamental de que dicho método es posible y funciona, y esto ya es bastante.

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Las manos te ayudan a pensar 11.01.2017

A veces, cuando tenemos que resolver algún problema, nosotros, sin darnos cuenta, comenzamos a torcer algún objeto en nuestras manos: un bolígrafo, un encendedor, un teléfono móvil. Por un lado, esto puede indicar que estamos nerviosos por las dificultades. Por otro lado, las manipulaciones con objetos realmente ayudan a pensar.

Psicólogos de la Universidad de Kingston, así como de las universidades de Essex y del sur de Dinamarca, realizaron un experimento en el que tenían que distribuir diecisiete animales en cuatro corrales, de modo que hubiera un número impar de ellos en cada corral. Aquí era necesario diseñar todo el edificio de una manera especial, y los participantes en el experimento podían dibujar un modelo de dicha habitación con un bolígrafo electrónico en una tableta o intentar construir un modelo físico del constructor.

Este problema fue resuelto con mayor éxito por aquellos que construyeron modelos físicos. No se trataba de una diferencia general de desarrollo mental entre uno y otro, sino precisamente de herramientas: si una persona puede directamente, por así decirlo, interactuar directamente con el mundo exterior con sus manos, entonces le resulta más fácil resolver algunos problemas.

Puede reducir el llamado miedo a las matemáticas. Se sabe que cierta "ansiedad matemática" es tan alta que ni siquiera pueden calcular correctamente el monto del cheque en la tienda, por no hablar de resolver ecuaciones algebraicas del curso escolar.

Sin embargo, si a esa persona se le dan algunos cubos con números para ayudar, lo más probable es que resuelva el problema aritmético correctamente. El experimento, de hecho, solo consistía en que se le pedía a una persona que hiciera aritmética completamente en su mente o con la ayuda de números de juguete, y al mismo tiempo, los participantes en el experimento tenían que repetir constantemente una palabra. Está claro que, distraído constantemente por la pronunciación de esta palabra, era bastante difícil manipular los números. Los números de juguete no solo ayudaron a concentrarse en la tarea principal, sino que también permitieron superar el miedo a las matemáticas, en su caso.

Evidentemente, los resultados obtenidos serán de gran utilidad en pedagogía, por ejemplo, a la hora de enseñar a niños que son malos en matemáticas. Por otro lado, se puede recomendar a aquellos que constantemente tienen que resolver tareas altamente inteligentes que tengan algún tipo de constructor a mano, para ayudar a su propio cerebro.

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