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Cómo voltear un cerebro entre el pensamiento aleatorio y estratégico

En el Campus de Investigación Janelia del Instituto Médico Howard Hughes, los científicos afirman haber demostrado que el cerebro puede desconectar temporalmente las experiencias pasadas de las regiones cerebrales que toman decisiones. La consecuencia de esta desconexión es que las lecciones de toma de decisiones se abandonan, lo que lleva a un comportamiento aleatorio.
Para crear un entorno impredecible, los investigadores ubicaron a las ratas en un entorno competitivo donde una computadora determinó cuál de los dos agujeros disponibles en el hábitat produciría un dulce para las ratas.

Los investigadores consideran que, en algunos casos, el comportamiento aleatorio podría ser preferible a la toma de decisiones basada en la experiencia. Por ejemplo, un animal podría tener la mejor posibilidad de evitar la depredación si se mueve de manera impredecible.

Algunos científicos se han preguntado, por lo tanto, si el cerebro tiene un método incorporado para desconectar estas experiencias, para producir un comportamiento aleatorio.

El equipo de Janelia decidió investigar esto, a pesar de algunas críticas de otros investigadores. "Argumentan que es ineficiente, y que estaría en desacuerdo con lo que algunas personas llaman uno de los principios operativos más centrales del cerebro: usar nuestra experiencia y conocimiento del pasado para optimizar las elecciones de comportamiento", explica la jefa de laboratorio Alla Karpova.

De la investigación del equipo, Karpova dice que intentaron "crear un entorno que impulsaría la necesidad de crear una variabilidad de comportamiento e imprevisibilidad hasta el extremo".

Para crear este entorno, los investigadores ubicaron a las ratas en un entorno competitivo donde una computadora determinó cuál de los dos agujeros disponibles en el hábitat produciría un dulce para las ratas.

Además, la computadora pudo analizar el comportamiento de las ratas, predecir sus comportamientos futuros y luego variar sus acciones en consecuencia. Los investigadores controlaron una variable de "sofisticación" en el software de la computadora.

Karpova explica:

"Pensamos que si ideábamos competidores muy sofisticados, los animales eventualmente serían incapaces de encontrar la manera de superarlos, y se verían obligados a renunciar o cambiar a este modo [aleatorio], si tal modo existe".

La predicción del equipo fue correcta. Cuando la computadora funcionaba en un entorno de poca sofisticación, las ratas tomaban decisiones estratégicas basadas en los resultados de ensayos previos.

Pero cuando los investigadores aumentaron los poderes de sofisticación de la máquina, permitiéndoles hacer fuertes predicciones, las ratas no tuvieron en cuenta la experiencia pasada y, en su búsqueda del premio azucarado, hicieron selecciones aparentemente aleatorias.

La corteza cingulada anterior - hogar de nuestro 'modelo interno' del mundo

El siguiente paso para los investigadores fue investigar exactamente cómo los cerebros de las ratas inician este comportamiento aleatorio. El equipo se preguntó si la corteza cingulada anterior del cerebro podría ser responsable, ya que es esta región del cerebro donde el "modelo interno" de nuestro mundo probablemente está codificado.

Mediante la manipulación de una hormona del estrés, la norepinefrina, en la corteza cingulada anterior de los animales, los investigadores descubrieron que, de hecho, podían cambiar el comportamiento de las ratas entre modos aleatorios y estratégicos.

Cuando se incrementó la hormona, se activó el comportamiento aleatorio, y cuando se suprimió la hormona, las ratas entraron en modo aleatorio.

Sin embargo, Karpova y sus colegas notaron que algunas ratas continuaban comportándose al azar, incluso cuando no había una ventaja estratégica para su aleatoriedad:

"Si todo lo que han experimentado es este competidor realmente sofisticado para varias sesiones que frustra sus intentos de contra-predicción estratégica basada en modelos, entran en este [modo aleatorio], y pueden quedarse atrapados en él durante bastante tiempo después de ese competidor se ha ido ".

Karpova sugiere que este comportamiento es una especie de "impotencia aprendida", similar a cuando la toma de decisiones se deteriora después de que una persona encuentra una experiencia en la que no puede controlar su entorno.

Sin embargo, al suprimir la liberación de norepinefrina en la corteza cingulada anterior, el equipo pudo liberar a las ratas de este comportamiento "estancado". "Creemos que esto podría arrojar luz sobre lo que ha salido mal en condiciones como la impotencia aprendida, y posiblemente cómo podemos ayudar a aliviarlas", dice Karpova.

Ahora que los investigadores publican sus resultados en la revista Celda - han identificado un mecanismo que cambia el cerebro entre comportamientos aleatorios y estratégicos, están interesados ??en explorar cómo estos comportamientos se controlan en entornos más cotidianos.

"Normalmente tratamos de utilizar todo nuestro conocimiento para pensar de forma estratégica, pero a veces todavía tenemos que explorar", sugiere Karpova.

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