sábado, 10 de enero de 2015

¿Descubierto el interruptor para la atención?


Los neurocientíficos encuentran un  área donde una red neuronal filtra la información visual y hace caso omiso de las distracciones


La investigación tiene implicaciones para las personas que sufren de enfermedades como el autismo, el TDAH, y la esquizofrenia y para  mejorar los dispositivos de interfaz cerebro-maquina



08 de enero 2015

Publicado en: Kurzweil Accelerating Intelligence news

Traducido: Ana Toral





Investigadores de la Universidad McGill han identificado una red de neuronas en la corteza prefrontal lateral del cerebro que interactúan entre sí para que podamos filtrar rápidamente la información visual, ignorando las distracciones.
El descubrimiento podría tener implicaciones de largo alcance para las personas que sufren de enfermedades como el autismo, el TDAH, y la esquizofrenia y para mejorar los  dispositivos de interfaz cerebro-maquina.



                                                                                   
Localización anatómica del implante de una placa de electrodos (cuadrado rojo) en el área de la corteza prefrontal lateral de un macaco (8A), donde al mismo tiempo una red neuronal activa filtra la información visual y asigna la atención (Tremblay et al / Neuron)



Nuestra capacidad de prestar atención a ciertas cosas, ignorando las distracciones, determina lo buenos que somos en una tarea determinada, tanto si estamos conduciendo un automóvil como si se trata de realizar una operación de  cirugía cerebral.

Prediciendo a donde mirará el mono


Los investigadores registraron la actividad cerebral en monos macacos mientras sus ojos se movían para mirar los objetos que se mostraban en una pantalla de ordenador, ignorando las distracciones visuales. Estas señales registradas fueron luego tratadas por un  decodificador (ejecutadas en un ordenador) que imitaba los tipos de cálculos realizados por el cerebro, cuando se concentraba.

Hubo algunos resultados sorprendentes. "El decodificador fue capaz de predecir de forma muy consistente y en unos pocos milisegundos, donde centrarían la atención los macacos incluso antes de mirar en esa dirección", dice Julio Martínez-Trujillo, del Departamento de Fisiología de McGill y autor principal del artículo. "También pudimos predecir si el mono se distraería por algún estímulo intrusivo incluso antes del inicio de la distracción."

Usos prácticos para terapia y para  mejorar las interfaces  cerebro-máquina


Pero aún más interesante, los investigadores pudieron manipular la capacidad del decodificador para "concentrarse" manipulando sutilmente la actividad neuronal que se acababa de registrar para inducir estados "concentrados" y estados "distraídos".

"Esto sugiere que estamos descubriendo los mecanismos responsables de la calidad del foco atencional, y podría arrojar luz sobre las razones de por qué este proceso falla en algunas enfermedades neurológicas como el TDAH, el autismo y la esquizofrenia", dice Sébastien Tremblay, un estudiante de doctorado de la Universidad McGill y el primer autor del artículo publicado en la edición actual de la revista Neuron.

Los investigadores también observaron que los conjuntos neuronales en esta área fueron más efectivos que las neuronas individuales para centrar la atención y el control de la mirada, lo que sugiere que el  aprovechamiento de estas señales podría ser útil en prótesis neuronales, tales como  las interfaces cerebro-maquina, para que las personas que están paralizadas puedan  usar sus pensamientos para controlar objetos en su entorno de manera más efectiva.

sábado, 3 de enero de 2015

¿Por qué la música nos hace felices?




Escuchar música emotiva hace que el cerebro libere dopamina, una sustancia química gratificante.

El placer inducido por la dopamina podría ayudar a explicar por qué la música ha sido tan importante para  las sociedades humanas a lo largo de la historia.

Comprender por qué a la gente le gusta escuchar música está ayudando a los científicos a entender el placer humano.

A la gente le encanta la música por la misma razón que les atrae el sexo, las drogas, el juego y la comida deliciosa, según una nueva investigación. Cuando escuchamos canciones emotivas, según el estudio, el cerebro libera dopamina, una sustancia química involucrada tanto en la motivación como en la adicción.

Aunque sólo sea anticipando los sonidos de una composición como "Cuatro Estaciones" de Vivaldi o  "You Enjoy Myself" de Phish se consigue que fluya la química gratificante, según el  estudio, que fue el primero en observar un vínculo concreto entre la liberación de dopamina y el placer musical.
Los resultados de la investigación ofrecen una explicación biológica de por qué la música ha sido una parte tan importante de los grandes acontecimientos emocionales, en las culturas de todo el mundo, desde el comienzo de la historia humana. A través de la música, el estudio también ofrece nuevos conocimientos sobre cómo funciona el sistema de placer humano.

"Usted está siguiendo estas melodías y anticipando lo que va a venir a continuación y si se va a confirmar o a sorprenderte, y todos estos pequeños matices cognitivos son lo que te dan este increíble placer", dijo Valorie Salimpoor, neurocientífico de la Universidad de McGill en Montreal. "El refuerzo de la recompensa ocurre casi en su totalidad debido a la dopamina."

"Básicamente, esto explica por qué la música ha existido durante tanto tiempo", agregó. "El intenso placer que obtenemos con ella se refuerza biológicamente en el cerebro, y ahora aquí está la prueba de ello."

En un estudio previo, Salimpoor y colegas vincularon el  placer inducido por la música con un aumento de la intensidad de la excitación emocional, incluyendo cambios en el ritmo cardíaco, el pulso, la frecuencia respiratoria y otras mediciones. Junto con estos cambios físicos, las personas a menudo dicen sentir escalofríos. El grupo de Salimpoor y otros han encontrado evidencias de que la sangre fluye a las regiones en el cerebro involucradas en la liberación de dopamina, cuando eso sucede durante una experiencia auditiva.

Para consolidar el vínculo de la dopamina, los investigadores reclutaron a ocho amantes de la música, quienes trajeron al laboratorio muestras de la música que les daban escalofríos de placer. La mayoría de los temas eran de música clásica, mezclado con un poco de jazz, rock y música popular, incluyendo Led Zeppelin y Dave Matthews Band. La selección más popular fue el Adagio para cuerdas de Barber.

Después de 15 minutos de escucha, los científicos inyectaron a los participantes con una sustancia radiactiva que se une a los receptores de dopamina. Con una máquina llamada escáner PET, los científicos fueron capaces de ver si esa sustancia seguía circulando a través de la sangre de los oyentes, lo que indicaría que estos ya habían producido una gran cantidad de dopamina, y que la dopamina producida ya se había enlazado a todos los receptores disponibles.

Si la mayoría de sus receptores de dopamina estuvieran libres, por otra parte, la sustancia radiactiva se uniría a ellos.

Los investigadores publicaron en el Journal Nature Neurociencia que la técnica mostró, en definitiva, por primera vez, que los cerebros de las personas liberaban grandes cantidades de dopamina cuando escuchaban música que les emocionaba. Cuando las mismas personas al día siguiente escuchaban música menos emotiva, sus receptores de dopamina permanecían libres.

Una vez que los investigadores comprobaron a ciencia cierta que la dopamina estaba detrás del placer de la música, pusieron a los participantes en una máquina de resonancia magnética funcional fMRI y de nuevo  les hicieron escuchar música emotiva. En esta parte del experimento, los escáneres mostraron que el cerebro bombea dopamina, tanto durante la fase de anticipación musical como en el momento en que el escalofrío les golpeó con toda su fuerza. Los dos picos sucedieron en diferentes áreas del cerebro.

"Es asombroso que podamos liberar dopamina en previsión de algo abstracto, complejo y no  concreto", dijo Salimpoor. "Este es el primer estudio que muestra que la dopamina puede ser liberada en respuesta a un estímulo estético."

Los hallazgos sugieren que, como el sexo y las drogas, la música puede ser ligeramente adictiva, dijo David Huron, investigador de  cognición musical en la Universidad del Estado de Ohio, Columbus.



La dopamina es una molécula adaptativa inductora de la recompensa que hace que los animales quieran buscar comida antes de que estén hambrientos. Es lo que hace que sea imposible para algunas personas pasar por una pastelería sin comprar una tarta. Y proporciona una subida a los adictos a la heroína cuando ven la sangre que entra en la aguja - antes incluso de que la droga se meta en sus venas-.

Según Huron, el estudio, con su combinación innovadora de técnicas, también ofrece una nueva manera de estudiar la relación entre la dopamina y los sentimientos de la motivación, la recompensa y el placer. Los escáneres cerebrales son muy caros para los científicos y claustrofóbicos para los participantes, sin lugar para que  la gente haga cosas como comer en ellos.

La música, por el contrario, puede ser introducida en la máquina, y los científicos  pueden comprobar nota por nota las respuestas de placer que proporciona.

"La música va a ser una herramienta útil para tratar de explicar todo tipo de aspectos del placer, la adicción y las conductas inadaptadas," dijo Huron. "Es un ‘tour de force’ técnico lo que han hecho. Creo que es un trabajo maravilloso."