Tag Archives: cerebro

ESTUDIAN EFECTO CONDUCTUAL DE DETERIORO CEREBRAL EN PERSONAS CON MALES NEURODEGENERATIVOS

 
Facebooktwittergoogle_plusmail

deterirorcerebralLas enfermedades neurodegenerativas son aquellas en las que se presenta una degeneración neuronal (en las células del cerebro o neuronas). Hay varias, como la de Alzheimer, la de Huntington, el mal de Parkinson y las ataxias hereditarias, entre otras.

Desde hace 15 años, Juan Fernández Ruiz, investigador del Departamento de Fisiología de la Facultad de Medicina (FM) de la UNAM –en colaboración con científicos de la Universidad Veracruzana, en Xalapa–, se ha enfocado en el estudio del Parkinson, Huntington y las ataxias hereditarias, primero en un modelo de primates (en el caso del Parkinson) y luego directamente en pacientes.

“Hemos desarrollado proyectos que incluyen a personas con Parkinson y a otras con Huntington; en la actualidad, ponemos en marcha otros con pacientes con una variante de las ataxias hereditarias, porque en Xalapa y otras comunidades cercanas se concentra una población que la padece”, señaló Fernández Ruiz.

En cuanto a los dos primeros padecimientos, los universitarios trabajan en la ciudad de México en colaboración con investigadores del Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía Manuel Velasco Suárez, que cuenta con un departamento especial, donde se trata básicamente a pacientes con esas afecciones. Por lo que se refiere a la variante de ataxia hereditaria, han ido a diferentes puntos de Xalapa y a otras comunidades cercanas, en las que algunos enfermos ignoraban qué tenían.

“En esos lugares hemos hecho labores de investigación e incluso brindado ayuda psicológica”, acotó el investigador.

El mal de Parkinson afecta las neuronas de una parte del cerebro que participa en el control motor. Los pacientes presentan temblor en manos, brazos, piernas, mandíbula y cara; rigidez en brazos, piernas y tronco; lentitud de movimientos, así como problemas de equilibrio y coordinación.

Huntington es una enfermedad hereditaria que ocasiona la degeneración de diferentes neuronas. Los síntomas iniciales incluyen movimientos descontrolados, torpeza o dificultades en el equilibrio. Más adelante, puede impedir que la persona camine, hable o trague. Algunos individuos pueden llegar a mostrar problemas cognitivos.

En tanto, las ataxias hereditarias conforman un grupo de padecimientos que dañan el sistema nervioso. Afectan una región del cerebro conocida como cerebelo y, algunas veces, también el tallo cerebral, entre otras estructuras que ayudan a controlar los movimientos de los músculos de los brazos y las piernas. El principal síntoma es la ataxia o descoordinación de los movimientos.

Por lo general, estos padecimientos, estudiados por Fernández Ruiz y sus colaboradores, aparecen si el individuo tiene entre 30 y 40 años, en contraste con la de Alzheimer, que regularmente surge si tienen más de 60 años.

Al parecer, cada una de las afecciones neurodegenerativas daña grupos de neuronas específicos.

“Por ejemplo, en el mal de Parkinson mueren las de una estructura llamada sustancia negra pars compacta, que libera el neurotransmisor dopamina; en cambio, en las ataxias espinocerebelares ocurre primordialmente una degeneración de las neuronas del cerebelo, aunque existe una variante de esta enfermedad, conocida como ataxia espinocerebelar tipo 7 –que es la que se da con cierta frecuencia en Xalapa y otras comunidades cercanas–, en la que hay una degeneración de la retina, por lo que los pacientes no sólo tienen un problema motor, sino también pierden la vista poco a poco”, explicó Fernández Ruiz.

Las afecciones neurodegenerativas se pueden dividir en dos grandes grupos: las que desembocan finalmente en un cuadro demencial, como el Alzheimer y aquellas que comienzan con un deterioro motor, como Parkinson, Huntington y las ataxias hereditarias.

“Sin embargo, esta distinción no es tan clara, pues a veces un individuo con una enfermedad con deterioro motor puede desarrollar demencia a la larga y uno con Alzheimer –que por un lado permite un desempeño motor relativamente bueno, pero por el otro socaba la cognición y la memoria– puede padecer el deterioro del control de sus movimientos conforme pasa el tiempo”.

Si bien el origen y los mecanismos de las enfermedades neurodegenerativas resultan complejos, ya se tienen algunas ideas sobre cómo intervenir en su avance. Por ejemplo, en relación con el Alzheimer, en la que diversos genes están involucrados, se sabe que hay otros factores en juego que sí importan, y mucho, como el estilo de vida.

“Se ha demostrado que si practicas un deporte o haces ejercicio físico aeróbico durante 20 o 30 minutos, cuatro o cinco días a la semana; estudias, te cultivas, lees libros o aprendes otro idioma, su manifestación y progresión podría retrasarse”, apuntó el investigador.

Además de observar el efecto conductual del deterioro cerebral en los pacientes, Fernández Ruiz y sus colaboradores han empezado a explorar el efecto de estos padecimientos neurodegenerativos en ese órgano mediante técnicas de imagenología.

“Lo que hacemos es obtener imágenes del cerebro de los pacientes para explorar cómo es su fisiología mientras piensan. Este análisis funcional nos permite tener una medida de su deterioro no sólo estructural, sino también funcional, lo cual nos puede dar una idea de qué tan avanzada está la enfermedad en esa región. Esperamos que, en un futuro próximo, si se genera alguna terapia, esta vertiente de nuestra investigación nos ayude a desarrollar, por lo menos, un índice para saber si esa terapia realmente funciona o no a nivel cerebral”, finalizó.

Créditos: UNAM-DGCS-215-2014

Con algoritmos hallan los puntos del cerebro donde se desarrolla la epilepsia

 
Facebooktwittergoogle_plusmail
Manizales, dic. 13 de 2013 – Agencia de Noticias UN- Una investigación de doctorado de la U.N. propone el estudio de focos epilépticos a partir de algoritmos matemáticos, lo que permite encontrar con mayor rapidez y certeza los puntos del cerebro donde se desarrolla la epilepsia.
El trabajo, que fue iniciado por el estudiante Eduardo Giraldo Suárez durante su maestría y presentado como tesis del Doctorado en Ingeniería – Línea de Investigación Automática en la Universidad Nacional de Colombia en Manizales, recibió “Mención Meritoria” por la rigurosidad metodológica, su potencial aplicación clínica y su meticulosidad en el desarrollo y ejecución.
“Con los algoritmos que se perfeccionaron y que se propusieron dentro de la tesis doctoral, lo que se hace es mejorar las posibilidades de reducir los efectos colaterales asociados a una operación de epilepsia, durante la etapa de diagnóstico médico. El trabajo fue muy matemático en la parte del desarrollo de los algoritmos, pero la mención meritoria fue dada específicamente por la rigurosidad y la potencial aplicación en la parte clínica”, argumentó Giraldo Suárez.
En el análisis, donde se implementó una técnica conocida como problema inverso diverso, se ofrece una herramienta menos invasiva  para reducir el tamaño del fragmento que se va a extraer en un procedimiento quirúrgico, evitando que se elimine una gran porción.
De esta forma, se minimiza la posibilidad de que se presenten efectos secundarios en el individuo, como disminución de la memoria a corto plazo, problemas en el habla y limitación en los movimientos.
“Esa mención me da ánimo para no dejar en la parte teórica todos esos algoritmos que se desarrollaron, sino que pueda avanzar en muchas aplicaciones. La idea es que, a través de los proyectos de investigación con los que se sigue trabajando en la U.N. y con los convenios que se manejan con centros médicos, se pueda llevar una aplicación más tangible alrededor del proyecto matemático que se hizo en la tesis doctoral”, agregó el investigador de la Sede Manizales.
La investigación fue realizada por el futuro doctor en Ingeniería, bajo la dirección de César Germán Castellanos Domínguez, profesor de la U.N. y coordinador del grupo de Control en Procesamiento Digital de Señales.
Además, hace parte de un convenio interinstitucional entre el grupo de investigación de la Sede Manizales, el grupo en Control e Instrumentación de la Universidad Tecnológica de Pereira (UTP) y el Instituto de Epilepsia y Párkinson del Eje Cafetero (Neurocentro).
Créditos: UNAL-848-2013

ALGORITMOSDEEPILEPSIAManizales, dic. 13 de 2013 – Agencia de Noticias UN- Una investigación de doctorado de la U.N. propone el estudio de focos epilépticos a partir de algoritmos matemáticos, lo que permite encontrar con mayor rapidez y certeza los puntos del cerebro donde se desarrolla la epilepsia.

El trabajo, que fue iniciado por el estudiante Eduardo Giraldo Suárez durante su maestría y presentado como tesis del Doctorado en Ingeniería – Línea de Investigación Automática en la Universidad Nacional de Colombia en Manizales, recibió “Mención Meritoria” por la rigurosidad metodológica, su potencial aplicación clínica y su meticulosidad en el desarrollo y ejecución.

“Con los algoritmos que se perfeccionaron y que se propusieron dentro de la tesis doctoral, lo que se hace es mejorar las posibilidades de reducir los efectos colaterales asociados a una operación de epilepsia, durante la etapa de diagnóstico médico. El trabajo fue muy matemático en la parte del desarrollo de los algoritmos, pero la mención meritoria fue dada específicamente por la rigurosidad y la potencial aplicación en la parte clínica”, argumentó Giraldo Suárez.

En el análisis, donde se implementó una técnica conocida como problema inverso diverso, se ofrece una herramienta menos invasiva  para reducir el tamaño del fragmento que se va a extraer en un procedimiento quirúrgico, evitando que se elimine una gran porción.

De esta forma, se minimiza la posibilidad de que se presenten efectos secundarios en el individuo, como disminución de la memoria a corto plazo, problemas en el habla y limitación en los movimientos.

“Esa mención me da ánimo para no dejar en la parte teórica todos esos algoritmos que se desarrollaron, sino que pueda avanzar en muchas aplicaciones. La idea es que, a través de los proyectos de investigación con los que se sigue trabajando en la U.N. y con los convenios que se manejan con centros médicos, se pueda llevar una aplicación más tangible alrededor del proyecto matemático que se hizo en la tesis doctoral”, agregó el investigador de la Sede Manizales.

La investigación fue realizada por el futuro doctor en Ingeniería, bajo la dirección de César Germán Castellanos Domínguez, profesor de la U.N. y coordinador del grupo de Control en Procesamiento Digital de Señales.

Además, hace parte de un convenio interinstitucional entre el grupo de investigación de la Sede Manizales, el grupo en Control e Instrumentación de la Universidad Tecnológica de Pereira (UTP) y el Instituto de Epilepsia y Párkinson del Eje Cafetero (Neurocentro).

Créditos: UNAL-848-2013

Analizan actividad del cerebro relacionada con las compras

 
Facebooktwittergoogle_plusmail

Investigación sobre Neuromarketing, adelantada en la UN en Manizales.
Investigación sobre Neuromarketing, adelantada en la UN en Manizales.

6 de junio de 2012

Evaluar qué partes del cerebro se estimulan con base en diferentes opciones publicitarias de productos y servicios de consumo masivo, es la investigación adelantada por grupo de la UN en Manizales.

El proceso de “Neuromarketing Neuroconsumo” adelantado por estudiantes del grupo en Marketing y Finanzas de la UN en Manizales, busca determinar desde el punto de vista académico, cuál es la zona en el cerebro que se estimula al presentarle ciertas imágenes.

“Básicamente, consiste en tratar de leer los estímulos que ocurren en el cerebro ante diferentes situaciones que los productos entregan a las personas; por ejemplo, cuando se mira una publicidad con ciertos colores, modelos, eslogan, lo que buscamos es leer las emociones físicas y no subjetivas que ello produce en la persona”, argumentó Juan Carlos Chica Mesa, profesor del departamento de Administración de la Sede Manizales y coordinador del grupo.

Hay diversas formas de realizar Neuromarketing: la básica, que es solo la observación de movimientos corporales, gestualidad y patrones psicológicos; la intermedia, que es un trabajo conjunto con la básica y la utilización de herramientas como cámaras, electroencefalograma y la presentación de material impreso o en video; y la avanzada, que ya es a nivel científico con equipos especiales como tomógrafos de análisis cerebral o infrarrojos para conocer cómo trabaja el cerebro en su parte más interna.

“En el momento estamos en un nivel intermedio que nos permite medir las ondas cerebrales del neocórtex; esto lo hacemos a partir de la observación de posturas y movimientos faciales, con el apoyo de una cámara que pasa la publicidad y un electroencefalograma que nos permite leer toda la acción eléctrica del neocórtex”, explicó Chica Mesa.

Y agregó: “Solamente trabajamos en el neocórtex porque esta es la parte que más se demora en reaccionar; por ejemplo, cuando una persona hace una compra porque es una promoción, al llegar a su casa se da cuenta de que fue innecesaria y se cuestiona por qué y para qué compró tanto”.

La prueba piloto se realizó con dos hombres y dos mujeres, y las finales se adelantan con cuatro hombres y cuatro mujeres (en total 12 personas para la muestra) con homogeneidad en cuanto a estrato, nivel educativo y edad,  que son o cabezas de hogar o padres de familias que realizan compras en supermercado.

Los resultados finales de la investigación se entregarán, a más tardar a principios del mes de julio, donde se constatará que la aplicación de neuromarketing funcionó de igual manera en el individuo A, B o C.

Créditos: agenciadenoticias.unal.edu.co

Anomalías del cerebro podrán verse en 3D

 
Facebooktwittergoogle_plusmail

El avance se viene desarrollando en la Escuela de Mecatrónica de la Facultad de Minas de la UN.
El avance se viene desarrollando en la Escuela de Mecatrónica de la Facultad de Minas de la UN.

23 de mayo de 2012

Expertos en eléctrica y automatización localizarán y “dibujarán”, con mayor exactitud, los problemas neuronales, gracias al desarrollo de algoritmos que transforman señales eléctricas en imágenes.

En la actualidad, la electroencefalografía (EEG) es el método usado con mayor frecuencia para conocer la actividad eléctrica de este poderoso y entramado “procesador” natural, que ejecuta las funciones especializadas de nuestra vida diaria.

El problema, según coinciden los miembros del Grupo de Automática de la UN en Medellín (Gaunal), es que con dicho procedimiento no se puede extraer suficiente información sobre lo que pasa dentro de la intrigante “cabina de pilotaje” que es el cerebro.

Lo que hace la EEG es captar las señales de las neuronas a través de electrodos dispuestos sobre el cuero cabelludo del paciente. Los datos son trasferidos a una máquina que, luego del respectivo procesamiento computacional, imprime unas curvas de movimiento, similares a las de los sismógrafos para detectar temblores de tierra.

Si bien la técnica es útil, tiene bastantes limitaciones debido a que algunas señales son casi indescifrables para los especialistas, en la medida en que indican que algo anda mal, pero no precisan ni qué ni dónde.

Una “foto” con señales

Los expertos de la UN diseñaron un método que aprovecha los reportes de la EEG y los transforma en imágenes detalladas, en tercera dimensión (3D), de la zona del cerebro en crisis.

Para entender mejor cómo funciona la conversión de las señales en figuras inteligibles, José David López, investigador principal del proyecto, pone como ejemplo la forma en que se detecta la actividad sísmica.

“Cuando hay un temblor, diversos sensores instalados en la superficie alrededor de la Tierra se activan y cada uno mide una potencia de energía diferente, lo que hace posible triangular la ubicación original, de la misma forma como lo hacen los sistemas de posicionamiento satelital”, explica.

De manera similar se aprovechan y analizan las señales de energía de las neuronas, obtenidas mediante el encefalograma, con el fin de determinar la anchura, la longitud y la profundidad de las ondas emitidas. Para ello se acude a fórmulas matemáticas y algoritmos especializados, que permiten reconstruir en imágenes 3D la actividad cerebral en el sitio afectado.

El director del Gaunal, Jairo Espinosa, especifica que con el electroencefalograma se adquiere la intensidad eléctrica mientras las neuronas trabajan, pero esa señal es material en bruto, “como un ruido”, que se debe descifrar. El trabajo de los ingenieros de la UN consiste en encontrar la coherencia entre ese conjunto de frecuencias y localizar la región que provoca la actividad anormal en ese momento.

Una vez se tienen las imágenes es posible detectar problemas diversos (como párkinson, lesiones en la médula espinal, derrames y falencias auditivas), así como revelar el comportamiento cerebral para hacer estudios de drogas y de la epilepsia.

El reto es concretar el método preciso con un software médico que tome las “fotos” del comportamiento tridimensional del cerebro. El proyecto cuenta con el acompañamiento de centros de neuroimágenes de Inglaterra y Bélgica que han desarrollado técnicas para problemas de este tipo.

Los expertos agregan que el objetivo es aprovechar un poder computacional mucho mayor que el de la actualidad, con algoritmos que se encarguen de hacer la reconstrucción del lugar deseado, para que luego el computador tome esa información y la organice en forma de datos.

Ellos también están incursionando en la ubicación de focos epilépticos o regiones de la corteza cerebral responsables de las crisis. “De allí surgen enfermedades crónicas, dado que se manifiestan con ataques recurrentes de descargas eléctricas, excesivas o breves, de grupos de células”, explican.

López, experto en automatización, resalta: “no hay que estar dentro del cerebro para medir su actividad eléctrica y magnética, sino que lo medimos desde afuera y elaboramos imágenes que cualquiera pueda entender. Queremos ser lo menos invasivos posible”.

Beneficio de alto impacto

Según datos de la organización Mundial de la Salud (OMS), en el planeta hay aproximadamente 50 millones de personas con epilepsia. Lo preocupante es que de esta enfermedad derivan diversas alteraciones físicas que llevan a problemas psicosociales, por lo cual es necesaria una detección óptima y oportuna de los males.

El doctor Gareth R. Barnes, del Centro de Neuroimágenes de la University College London, señala que cada vez más neurólogos están siendo entrenados en estas técnicas, que ahorran tiempo y dinero al determinar patologías y procedimientos.

El experto británico resalta que el procedimiento desarrollado en la UN no es invasivo. Por ende, se pueden evitar cirugías innecesarias: por ejemplo, cuando se elige dónde poner las mallas de EEG intracraneales, en casos de epilepsia se pueden ubicar sin necesidad de remover gran parte del cráneo. Así, se evitará la remoción amplia de regiones del cerebro y solo se extraerá el foco afectado.

Sobre este aspecto, un informe de la Agencia de Evaluación de Tecnologías Sanitarias (AETS), de España, explica que cuando se detecta un foco epiléptico este “debe estar localizado en una región cuya exéresis (escisión quirúrgica de una parte inútil o perjudicial) no tenga como consecuencia un déficit neurológico y neuropsicológico responsable de incapacidad o de alterar la vida cotidiana del paciente”. Pues uno de los riesgos con las operaciones es remover neuronas sanas que mantienen funciones benéficas.

El estudio de identificación de señales que desarrolla el Grupo de Automática, desde hace tres años, se adelanta en asociación con el Hospitalito Infantil de Manizales y el Instituto de Epilepsia y Párkinson del Eje Cafetero, que efectúan operaciones para remover lesiones epilépticas. Estos serán potenciales implementadores del importante adelanto científico de la UN en Medellín.

Créditos: agenciadenoticias.unal.edu.co

Miden los efectos de la música en el cerebro

 
Facebooktwittergoogle_plusmail

A diferencia de otros sonidos, los provenientes de pianos y violines aumentan la actividad de ciertas áreas del lóbulo temporal, señaló Luis Concha Loyola, del INb de la UNAM
A diferencia de otros sonidos, los provenientes de pianos y violines aumentan la actividad de ciertas áreas del lóbulo temporal, señaló Luis Concha Loyola, del INb de la UNAM

10 de abril de 2012
• A diferencia de otros sonidos, los provenientes de pianos y violines aumentan la actividad de ciertas áreas del lóbulo temporal, señaló Luis Concha Loyola, del INb de la UNAM
• Con equipos de resonancia magnética funcional, el médico e ingeniero biomédico detecta cómo la corteza auditiva procesa estímulos sonoros complejos, que combinan varias frecuencias y cambian con el tiempo

Que la música es un placer generador de emociones y evocador de recuerdos es un hecho cotidiano, pero que aumenta la actividad de ciertas áreas del cerebro y ésta se expande a la zona del lenguaje si quien escucha es un músico, es algo comprobado por investigadores del Instituto de Neurobiología (INb) de la UNAM, dedicados a medir con precisión los efectos musicales en ese órgano humano.

Con ayuda de equipos de resonancia magnética, Luis Concha Loyola, médico e ingeniero biomédico, indaga cómo, a diferencia de otros sonidos, los provenientes de instrumentos como pianos y violines aumentan la actividad del lóbulo temporal, que tiene entre sus funciones principales la audición, el lenguaje y la memoria.

“Mi investigación consiste en estudiar la manera en que la corteza auditiva (que forma parte del lóbulo temporal) procesa los estímulos sonoros complejos, es decir, aquellos que cambian a lo largo del tiempo y tienen muchas frecuencias al mismo tiempo”, explicó Concha Loyola, en entrevista.

Luego de medir en varios voluntarios la reacción cerebral ante la música mediante imágenes de resonancia magnética funcional, el investigador del Departamento de Neurobiología Conductual y Cognitiva del INb identificó algunas reacciones.

“Los sonidos de música que escuchamos habitualmente producen ciertas activaciones selectivas en una parte muy específica del lóbulo temporal. La actividad en esa zona es mayor que si oímos algo producido por un auto, un estornudo o voces de personas que hablan”, detalló.

Músicos, entre sonido y lenguaje

En su estudio, confrontó la reacción de profesionales de la música con quienes la escuchan esporádicamente.

“Al comparar a músicos con no músicos, encontramos que los primeros reclutan más actividad en esa área del lóbulo temporal, lo hacen de los dos lados del cerebro, y en una parte donde los no músicos normalmente reclutamos para el lenguaje”, reveló.

Echan mano del área que el resto utiliza para el lenguaje porque, al parecer, les ayuda a procesar e interpretar la información musical, puntualizó.

“Es difícil saber si los músicos utilizan esa área del lenguaje desde el nacimiento y si por eso se dedican a esa actividad, o si ocurre al revés, y es el entrenamiento musical el que los hace ampliarse al área del lenguaje. Necesitaremos realizar observaciones detalladas para saberlo”, reconoció.

Resonancia magnética funcional

Para su análisis, Concha Loyola utiliza la resonancia magnética funcional, tecnología a la que califica como “la mejor herramienta para estudiar la función del cerebro humano en una persona viva”, aunque reconoció la utilidad de otras técnicas de imagenología, como la tomografía por positrones y la electroencefalografía.

“Les presentamos a los voluntarios (músicos y no músicos) los estímulos auditivos a través de unos audífonos compatibles con el resonador. Luego, medimos la actividad de la señal que recibimos a través de resonancia magnética a lo largo del tiempo y vemos si, en el momento que las personas escuchan música, la señal es más alta que si oyen otro tipo de estímulos auditivos”, explicó.

Concha Loyola destacó que la medición precisa de esta actividad cerebral es importante para separar el procesamiento auditivo del lenguaje, de aquellas señales musicales o “no lenguaje”.

“Si logramos separar qué regiones están más involucradas en el lenguaje, se podrían diseñar mejores terapias para el lenguaje y, por otro lado, ayudar a los músicos a ejercer mejor su profesión”, comentó sobre algunas aplicaciones futuras.

En cuanto a la creatividad e imaginación que requiere una actividad artística como la producción e interpretación de música, consideró que no tienen áreas específicas de desarrollo. “Creo que son resultado de que muchas áreas cerebrales funcionan de una manera que promueve cierto tipo de creatividad”.

Entre las preguntas abiertas están desentrañar si los músicos nacen con estas habilidades o las hacen con entrenamiento; si una persona adulta se puede convertir a esa actividad, y si todos los niños prodigio nacieron en familias musicales. “Es muy difícil en términos de medición saber qué es genético, o por nacimiento, y qué se ha logrado por entrenamiento”.

En el Instituto de Neurobiología, Luis Concha Loyola está asociado al grupo de Fernando Barrios, que trabaja en la entidad desde 1995.

“Hacemos investigación por el placer de hacerla y con el afán de adquirir conocimientos que en un futuro, quizás no tan lejano, tendrá aplicación práctica”, finalizó.
Créditos: unam.mx/boletin/216/2012