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@drosophilas

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Todos hemos escuchado más de una vez eso de que lo que ve uno de nuestros ojos, viaja al hemisferio del lado contrario del cerebro y por eso vemos en tres dimensiones, pero para eso estamos aquí en Drosophila, para decir, que esta frase no es cierta, pero tampoco falsa.

Antes de aclararos esto me gustaría que fuéramos poniendo nombre a las cosas. Para empezar decir que toda el área que percibimos con la vista se llama campo de visión y está formado por una región central creada con la información de ambos ojos (por lo cual tendremos visión en 3 dimensiones) llamada región nasal y dos regiones laterales, llamadas regiones temporales.

La parte receptiva de cada ojo es la retina, donde se encuentran los fotoreceptores (conos y bastones). Esta zona también la podemos dividir en dos regiones, la nasal, cercana a la nariz y la región temporal, más exterior. 

Los rayos de luz reflejados por los objetos, viajan hasta nuestros ojos pasando por el iris, que actúa como diafragma, invirtiendo el campo óptico sobre las retinas, es decir la retina nasal, percibirá la información de los campos temporales, y las retinas temporales, de la región central del campo o zona nasal.

Los conos y bastones activados mandaran la señal por el nervio óptico, cursándose la información de las retinas nasales de cada ojo al hemisferio contrario en el quiasma óptico. Desde este quiasma la información viajara por las cintillas ópticas a cada lado, llevando la información de la retina temporal de su lado y de la retina nasal del lado opuesto.

Esta cintillas, desembocan en el Núcleo geniculado lateral en cada hemisferio, desde el que partirá de nuevo la información, por la Radiación óptica hasta la Corteza estriada, donde será interpretada.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




Células de Purkinje

Este maravilloso órgano integrado en el Sistema Nervioso Central (SNC), es el encargado de nuestro equilibrio, nuestra memoria y de la coordinación de movimientos, por eso podíamos decir que cuando nos emborrachamos es como si nuestro cerebelo se pusiera en off.

Es una estructura formada por capas donde llegamos a distinguir 5 tipos de neuronas diferentes dispuestas en 3 capas, desde la más superficial a la mas interna, encontramos la capa molecular, la capa de las células de purkinje y una última capa granular. En estas capas se encuentran los somas (cuerpos celulares) de los 5 tipos neuronales presentes.

La capa molecular, es la más externa y en ella podemos encontrarcélulas estrelladas y

Estructura del cerebelo

células en cesto, cuyos axones enervaran a las células de purkinje, que presentan su soma en la capa de células de purkinje, valga la redundancia, estas neuronas presentan una dendritas estructuralmente parecidas a plumas extendidas en la capa molecular y unos largos axones que atraviesan la capa granular, convirtiéndose en los únicos axones que salen del cerebelo. En la parte más profunda se dispone la capa granular, formada por células de golgi (enervan a las células de los granos) y las células de los granos, cuyos axones atraviesan la capa de células de purkinje, llegando a la capa molecular, donde forman fibras paralelas a la capa, que pasan perpendicularmente por las dendritas emplumadas de las células de purkinje.




Pues la respuesta está bien clara: no pasan frío. Bueno sí, pero podíamos decir que son los animales que mejor lo aguantan, aunque siempre hay excepciones. Concretamente el campeón de la resistencia, en este caso, es el emperador, el pingüino emperador o Aptenodytes forsteri, capaz de pasar el invierno antártico a temperaturas de hasta menos 50 grados centígrados, sin que su temperatura interna baje de 38ºC.

Esta gran proeza invernal es un claro ejemplo de adaptación. Dentro de las cuales me gustaría destacar, la estructura de sus plumas, cortas y altamente compactas, permaneciendo continuamente de forma erguida, creando una capa de aire que actúa como capa aislante, aún más potenciada con una fina capa de filamentos por encima de la piel. Debajo de esta capa cutánea, existe un depósito de grasa de unos 3 milímetros de grosor, que en condiciones de frío extremo puede ser quemada para producir un plus de calorías.

También podemos enumerar otras adaptaciones morfológicas, como la disposición de sus arterias y venas, que forman una red de vasos diseñadas para optimizar la pérdida de calor.

No todas las adaptaciones que permiten al pingüino emperador ser el rey de la resistencia al frío son de tipo morfológico. También encontramos comportamientos seleccionados, como la agrupación en densas colonias de individuos, donde los ejemplares, se turnan para ocupar los bordes o zonas más frías.

 




Durante la contracción del musculo esquelético podemos distinguir tres fases, más o menos claras. La primera de ellas, llamada Fase de Latencia, que se desarrolla desde la aplicación del estimulo hasta que podemos distinguir una respuesta por parte del musculo. Una segunda fase, llamada Fase de Contracción parte desde este punto de inicio de respuesta y llega al momento donde el musculo desarrolla su máxima tensión, alcanzando el máximo de tensión posible para el estimulo en cuestión. La tercera y última fase, es la Fase de Relajación, esta ultima parte consiste en la caída de la tensión hasta un punto de respuesta igual a cero o previo, donde puede volver a ser estimulado.

Una vez entendidas más o menos la sucesión de las fases de contracción, podemos entender y diferenciar los dos tipos básicos de contracción, las isométrica y la isotónica. En la concentración isométrica, la longitud del musculo no cambia, aunque si la fuerza o tensión que genera. Un ejemplo bastante claro de este tipo de contracción es el de soportar un libro en la palma de la mano hacia arriba, si a este peso añadimos otro libro, nuestros músculos aumentaran la tensión generada para soportar el cambio de peso, sin variar su longitud.

 En el punto opuesto se encuentra la contracción isotónica, en la cual la tensión se mantiene constante y la longitud muscular cambia.

La mayoría de nuestros movimientos y contracciones, por no decir todos, no son de tipo isométrico, ni isotónico, sino más bien distintos tipos de mezclas de ambas.

 Fuente:

Práctica 4 de las técnicas experimentales de fisiología animal de la Licenciatura de Biología de la Universidad de Sevilla.

 




    ¿Por qué gusta House? Bases neurales que codifican la identificación con personajes de televisión.

¿Cuántas veces nos ocurre que nos encontramos con alguien y “nos suena su cara”? Nuestros cerebros nos indican que hay individuos que reconocemos y otros que nos son desconocidos pero ¿qué mecanismos nos permiten archivar, empaquetar y almacenar no docenas, sino centenares de caras? y más aún ¿cómo somos capaces de rescatar del fondo de nuestros cerebros las claves que nos permiten saber que “¡de verdad, de verdad, me suena un montón esa cara!”….?  Esta es una cuestión de vital importancia porque la especie humana es gregaria y se identifica como miembro de un grupo: Sabemos reconocer al resto de los miembros del mismo porque es un rasgo identitario personal de modo que SOMOS del Betis o del Sevilla o del “Atleti”, pongamos por caso, como una característica nos define como individuo más allá de la vinculación grupal. Así que somos del (nos identificamos con) el grupo al que pertenecemos y, por ello, se vuelve vital distinguir quién es “uno  los nuestros”  y, lógicamente, en la misma medida, y por contraposición, aquellos que son “antipáticos” (o incluso peligrosos)…

¿Pero que pasa cuando nos sentamos delante de la “tele”?… No cabe duda que, en mayor o menor medida, todo el mundo tiene un “culebrón” favorito. Desde “Lost” a “Aida” pasando por “Los Soprano”, “Friends”, “Cuéntame como pasó” “Betty la fea” o cualquiera de los “CSI” todos tienen un público que le es fiel y que sigue las peripecias de los personajes que por estas historias transitan; pero ¿por qué unos personajes sí y no otros?, ¿dónde empezamos a convertirnos en “incansables seguidores” o “encendidos enemigos”?… Cualquier guionista (¡y mucho más los equipos de producción”!) soñaría con  conocer los resortes que hacen que unas historias funcionen y otras no.

Pues bien, muchas de las claves del éxito se encuentran en el hecho de que para nuestro cerebro las caras que aparecen en las series son reconocidas (o no) y los datos que nos permiten diferenciar unos rostros de otros son las imágenes que de ellos vemos ¡Y esto es lo que hacemos!: almacenar información visual de cada personaje cada vez que nos sentamos delante de la “tele” a ver una serie. De hecho son sus caras las que nos permiten incluirlos en “nuestro universo personal” y, por ejemplo, la cara del Dr. House frente a la de Lexie Grey provocan en nosotros reacciones diferentes (por citar dos series “de médicos” de gran éxito con audiencias bien diferenciables). Áreas concretas de nuestros cerebros están trabajando para crear las conexiones necesarias para establecer esa relación de familiaridad. Así, es el hemisferio derecho el responsable de la asociación correcta entre personaje e identificación. Se trata de una ruta subcortical que permite un reconocimiento inconsciente y global de caras familiares (¡Tu cara me suena! ¿eh?… Por ejemplo cuando descubrimos que el Dr. House ¡es el padre de Stuart Litlle!); mientras que, simultáneamente, facilita la distinción de las caras desconocidas. Además, las áreas frontales tienen un papel importante en la producción o la supervisión de decisiones inadecuadas de identificación (cuando pensamos que hemos reconocido a alguien y: ¡Lo siento pero te equivocas de persona!… ¡ups!). De hecho, lesiones temporales ocasionan desordenes selectivos en el reconocimiento de la gente “familiar” y han sido descritos en numerosos pacientes. No sólo eso, a veces sí reconocemos al individuo que nos es familiar pero no recodamos quién es (aunque tengamos la sensación de tener su nombre “en la punta de la lengua” ¿verdad?). Este fenómeno de bloqueo es más frecuente cuánto más “adultos” somos y está asociado a la cantidad de información relevante que tengamos sobre el individuo en cuestión, por eso reconocemos más al personaje del que más capítulos hemos visto. Así, si  examinamos el conocimiento previo sobre una persona veremos que afecta, incluso, a los procesos visuales implicados en el aprendizaje de una  nueva cara (los amigos de mis amigos….), de modo que este conocimiento previo sobre una persona puede facilitar el aprendizaje de un nuevo rostro (de ahí lo útil que pueden llegar a ser los “cameos” de gente conocida en series que empiezan para “enganchar” al público potencial pues, al reconocer a unos, la audiencia integrará más fácilmente a los otros).

Por último, entre los muchos aspectos que se podrían considerar, queda el hecho de que nuestras caras cambian, se modifican con cada gesto, con el paso del tiempo, o por propia voluntad. Se trata, por tanto de un problema central de la identificación de los rostros que precisan formar representaciones estables de entidades que varían en un cierto plazo, bajo diversas condiciones de visión, y con la alteración de su aspecto. Mi personaje favorito puede envejecer, (o rejuvenecer: ¡cosas del “botox” y la cirugía!) engordar o adelgazar, cambiar el color del pelo o hasta de los ojos; pero “sus fieles seguidores” le reconocemos: ¿cómo lo hacemos? Pues se trata de un complejo mecanismo de los circuitos de la memoria que implican vías de información visuales separables en los niveles funcionales nerviosos. Aunque bajo intensa discusión, la evidencia existente sobre el reconocimiento facial de la identidad y de la expresión muestra que una ruta reúne las características faciales modificables (y que son fundamentales para la expresión, como el movimiento de los labios o alrededor de los ojos), implicando las áreas del cerebro occipital inferior y surco temporal superior; mientras que otra ruta codifica las características faciales invariantes (tales como identidad o proporciones básicas del rostro), implicando al cerebro lateral y occipital inferior.

Y aún no hemos dicho nada de lo mucho que los queremos… ¡En la amígdala!

Pero, pero como diría M. Ende “eso es otra historia para contar en otro lugar”

Para saber más:

Understanding  the recognition of facial identity and facial expression Calder AJ and  Young AW. NATURE REVIEWS | NEUROSCIENCE , 2005 Aug; 6 641-51.

Adaptation effects of highly familiar faces: immediate and long lasting. Carbon CC, Strobach T, Langton SR, Harsányi G, Leder H, Kovács G. Mem Cognit. 2007 Dec;35(8):1966-76.

Do alternative names block young and older adults’ retrieval of proper names? Cross ES, Burke DM. Brain Lang. 2004 Apr;89(1):174-81.

Meet The Simpsons: top-down effects in face learning. Bonner L, Burton AM, Jenkins R, McNeill A, Vicki B. Perception. 2003;32(10):1159-68.

Susana Pilar Gaytán, profesora titular de la Universidad de Sevilla





¿Es diferente el cerebro de las mujeres del de los hombres? Obviamente si, puesto que en muchos aspectos somos muy distintos, como la musculatura, la distribución de grasa corporal, etc. Se observado ciertas diferencias en el procesamiento del lenguaje, capacidad de orientarse o la forma de interpretar los recuerdos emotivos, que probablemente sean debidas a variantes estructurales, químicas y funcionales entre los cerebros de hombre y mujer. Las diferencias en la función cerebral de hombres y mujeres podrían deberse, además de a estructuras cerebrales diferentes, a que estructuras idénticas funcionen de forma distinta. O, puede que se deba a estructuras ligeramente distintas con una función un poco diferente. Estudios sobre los tipos de genes que se expresan en los dos sexos (Byne, 2004) mostraron que las mujeres poseen unos 130 genes más activos por célula que los hombres; lo que fundamenta funciones celulares distintas en uno y otro sexo y que podría ser la base de las diferencias funcionales del cerebro masculino y femenino.

Los machos y las hembras de la mayoría de las especies animales, incluido el hombre, difieren, en particular, en su comportamiento sexual. La diferenciación sexual no se completa sólo con la diferenciación de los genitales externos en macho o hembra; sino que existe una relación importante entre el desarrollo prenatal de la organización neuronal y la influencia de las hormonas sexuales, demostrada con diferentes técnicas experimentales en mamíferos no humanos (administración de testosterona, estrógenos, o ambos; quitando las gónadas en el ambiente perinatal y neonatal). En humanos, al igual que en otros mamíferos, el código genético determina que las gónadas indiferenciadas se desarrollen en testículos y ovarios. Si el desarrollo es en la dirección masculina (unas 7 semanas después de la concepción) los recién formados testículos empiezan a segregar andrógenos (testosterona y dihidrotestosterona). Si se forman ovarios, éstos se desarrollan unas 12 semanas después de la concepción y segregan estradiol y progesterona. En el cerebro, cuando la hormona masculina testosterona se encuentra en alta concentración, ésta se transforma en estrógeno mediante la enzima aromatasa y se desarrolla un circuito neuronal de “cerebro masculino”. En ausencia de testosterona se desarrolla el cerebro femenino. Se han llevado a cabo estudios sobre varios síndromes y conductas de personas causados por un exceso o un defecto de hormonas. En ellos se ha demostrado el efecto que conlleva un exceso de andrógenos sobre el comportamiento de preferencias sexuales y agresividad. Por lo que las conexiones neuronales, que permiten el comportamiento sexual, se producen por mecanismos paralelos: genéticos y hormonales.

El dimorfismo sexual, es decir, áreas sexuales diferentes en hombre y mujer, se presenta en el área preóptica hipotalámica, que es el doble en tamaño en los varones que en las mujeres; además de poseer una alta densidad de receptores para esteroides sexuales en el hombre comparado con el de las mujeres, lo que podría explicar el  comportamiento sexual. El hipocampo, estructura crucial para el almacenamiento de recuerdos y para la representación espacial, es otra de las regiones que varían según el sexo, tanto anatómicamente como ante la respuesta al estrés. Mediante imágenes obtenidas por tomografía axial computerizada se ha observado que el hipocampo es mayor en las mujeres que en los hombres. El dimorfismo sexual es más evidente en la corteza, (Goldstein, 2005) donde las mujeres presentan un volumen mayor en proporción al volumen total del cerebro, en particular en la corteza frontal y paralímbica, presentando un número de neuronas por unidad de volumen significativamente mayor que para los hombres (11%), lo que podría simplemente indicar, que al tener un volumen menor, las células presentan una compactación mayor. Por el contrario, los hombres poseen un volumen mayor, frente al volumen cerebral total, en la corteza frontomedial, amígdala e hipotálamo. Estas áreas poseen una densidad mayor de receptores para los esteroides sexuales durante los estadíos críticos de desarrollo cerebral. Sin embargo, el volumen de la corteza frontal y prefrontal tanto en hombres como en mujeres (aunque existen datos que muestran un volumen relativamente mayor en las mujeres) presenta un mayor porcentaje relacionándose con el IQ y no existen diferencias por sexo.

Las estructuras neurales cambian en respuesta a acontecimientos en el ambiente, ya sean las condiciones climáticas, de recursos, sociales, etc., en respuesta a las hormonas, hábitos, dieta y fármacos. Es decir, nuestro cerebro se va consolidando según acontecimientos externos e internos que nos permite elaborar patrones de conexiones y de cascadas de neurotransmisores y hormonas. Éstos  traducen todas estas condiciones cambiantes para que tanto hombres como mujeres, la especie humana se vea beneficiada y adaptada y sea posible su supervivencia.

Para más información:

BYNE, W., “Central Nervous System”, En: Legato, M. ed. Principles of Gender-Specific Medicine, San Diego, Elsevier Academic Press, 2004, pp. 61.

CAHILL, L., “Dimorfismo sexual cerebral”, Investigación y Ciencia, 346 2005, pp.7-14.

GOLDSTEIN, J. M., JERRAM, M., POLDRACK, R., ANAGNOSON, R., BREITER, H. C., MAKRIS, N., GOODMAN, J. M., TSUANG, M. T., SEIDMAN, L. J., “Sex differences in prefrontal cortical brain activity during FMRi of auditory verbal working memory”,  Neuropsychology, 19 2005, pp. 509-519.

Rosario Pásaro Dionisio  

Catedrática de Fiología Animal en la Universidad de Sevilla