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LAS VÍAS CEREBRALES DEL MIEDO Y DE LA RECOMPENSA ESTÁN ENTRELAZADAS

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PSICOGERIATRÍA Y NP / NEUROLOGÍA GENERAL

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5 abril, 2015

Fuente: Nature
Referencia: Volumen 520, número , página(s) 675–678
Fecha: Abril 2015

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Las emociones de miedo y de recompensa están muy entrelazadas, según un estudio con ratones. Hay una ‘encrucijada’ emocional en el cerebro, en la cual las conexiones pueden viajar a un centro de miedo o a uno de recompensa. Así lo han descubierto científicos de los Institutos Nacionales de Salud estadounidenses.

Los neurocientíficos han descubierto los circuitos del cerebro que codifican asociaciones aprendidas positivas y negativas en los ratones. Tras descubrir que dos circuitos mostraban actividad opuesta tras aprender el miedo y la recompensa, los investigadores demostraron que esta actividad divergente provoca conductas de evasión o de recompensa.

Financiado por los Institutos Nacionales de Salud (NIH) estadounidenses, los científicos utilizaron herramientas de óptica genética de vanguardia para identificar estos mecanismos críticos para la supervivencia, que también están implicados en la enfermedad mental.

“Este estudio es un ejemplo del poder de las nuevas herramientas moleculares que pueden actuar sobre el mismo circuito para ver lo que impulsa el comportamiento”, explica Thomas R. Insel, director del Instituto Nacional de Salud Mental (NIMH), en la nota de prensa de los NIH. “Una mejor comprensión de cómo funciona esa memoria emocional promete resolver misterios sobre los trastornos de circuitos cerebrales en los que se interrumpen esos mecanismos.”

Kay Tye, del NIMH, Praneeth Namburi y Anna Beyeler, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), en Cambridge, y sus colegas, informan sobre sus hallazgos en la revista Nature.

Antes del nuevo estudio, los científicos sospechaban que estos circuitos estaban implicados en última instancia, pero se sorprendieron por una aparente paradoja. Un cruce de circuitos convergentes en un centro emocional en lo más profundo del cerebro, la amígdala basolateral, parecía estar implicado tanto en el aprendizaje del miedo como en el de la recompensa; pero cómo una región del cerebro podría orquestar tales comportamientos opuestos -de aproximación y de evitación- seguía siendo un enigma. ¿Cómo podrían las señales encontrar el camino adecuado a seguir en esta encrucijada?

Para averiguarlo, Tye y sus colegas exploraron si dos vías sospechosas a las que conducía la encrucijada podrían contener pistas. Una vía conducía a un centro de recompensa, el núcleo accumbens, y la otra a un centro de miedo cercano, la amígdala centromedial.

Cada vía del circuito se compone de poblaciones separadas de neuronas entrelazadas. Los investigadores utilizaron primero trazadores fluorescentes para determinar qué neuronas pertenecían a cada circuito. Luego midieron un indicador de conectividad -la fuerza de las conexiones neuronales- en las vías, después de que los ratones fueran sometidos al aprendizaje del temor o de la recompensa. Los animales fueron entrenados bien para temer un tono vinculado a una descarga bien para asociar el tono con una recompensa de azúcar.

Sorprendentemente, la conectividad de la encrucijada con las vías del centro de recompensa disminuyó tras aprender a tener miedo y aumentó con el aprendizaje de recompensa. Por el contrario, la conectividad con las vías del centro del miedo aumentó con el aprendizaje del miedo y disminuyó tras el aprendizaje de recompensa.Estos mecanismos convergentes en circuitos anatómicamente entrelazados podrían dar pistas sobre cómo las asociaciones emocionales positivas y negativas pueden influirse mutuamente, sugiere Tye.

Para demostrar una relación causal entre los circuitos identificados y el comportamiento, el equipo de Tye utilizó la optogenética, que permite controlar con pulsos de luz los circuitos cerebrales de animales modificados genéticamente para responder a la luz.

Estimulando ópticamente la vía del centro de recompensa mejoró el refuerzo positivo, mientras que estimular la vía del centro del miedo fomentaba el refuerzo negativo. Del mismo modo, el bloqueo de la vía del centro del miedo perjudicaba el aprendizaje del mismo, y mejoraba el aprendizaje de recompensa.

Finalmente, los investigadores identificaron características electrofisiológicas, anatómicas y genéticas de los dos circuitos que ayudaron a explicar las respuestas de conectividad opuestas.

“Teniendo en cuenta que muchos de los problemas de salud mental, como ansiedad, adicción y depresión, pueden surgir de perturbaciones en el procesamiento emocional, estos hallazgos podrían ayudar a allanar el camino a un enfoque basado en circuitos para el tratamiento de las enfermedades mentales”, dice Tye.

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ASTRONOMÍA PARA TERRÍCOLAS

El eco del Big Bang : ¿Un hito en la historia del pensamiento?

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El eco del Big Bang: ¿un hito en la historia del pensamiento?

 

Recientes descubrimientos astrofísicos parecen sostener el modelo inflacionista de la teoría del Big Bang. Al amparo de los datos algunos comentaristas han afirmado que el experimento del BICEP2 prueba la pertenencia de toda la teoría del Big Bang lo cual es rechazado por el autor del artículo

juan josé r. calaza* 23.03.2014 | 12:53

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El 17 de marzo, la colaboración estadounidense BICEP2 que utiliza un telescopio instalado en el polo Sur anunció la detección de fuertes deformaciones jamás observadas hasta ahora en la señal del fondo difuso cosmológico, tenue eco de cuando el Universo tenía 380.000 años. Las perturbaciones/deformaciones han sido interpretadas como sobresaltos característicos del efecto sobre los fotones de las ondas gravitacionales primigenias, engendradas por la “inflación cósmica” cuando la edad del Universo no alcanzaba ni la trillonésima de segundo. Esto es, las ondas gravitacionales, surgidas de la inflación cósmica, al ser estiradas por la expansión del Universo acaban perturbando a los fotones del espacio-tiempo que se observan 380.000 años después.

El eco del Big Bang: ¿un hito en la historia delpensamiento?

Aparentemente, los datos astrofísicos suministrados por BICEP2 confirman las predicciones de un tipo de modelo inflacionista (hay doscientos). La “inflación cósmica” es un modelo cosmológico inscrito en el paradigma del Big Bang. Por inflación cósmica se entiende una fase de expansión muy violenta, cortísima y rápida del Universo pero no debe asimilarse a una explosión en el sentido habitual. Esta expansión se habría producido muy pronto, prácticamente al final de la era de Planck (1 segundo dividido por 10 potencia 43 después del Big Bang) y habría terminado muy rápidamente (cuando la edad del Universo era de 1 segundo dividido por 10 potencia 32)

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Insisto en que el telescopio no detectó directamente ondas gravitacionales sino su efecto sobre la radiación del fondo difuso cosmológico, o fondo de radiación de microondas, que es una especie de fósil de cuando los fotones se liberaron de otras partículas. Momento estelar acaecido 380.000 años después de la inflación cósmica, justo antes de la formación de hidrógeno en el Universo, fotografiado en marzo 2013 por el satélite Planck. En 1992 el satélite COBE ya había detectado indirectamente ondas de densidad con efectos de perturbación pero lo de ahora tiene mayor calado. Se abre un periodo de verificación para controlar exhaustivamente como BICEP2 ha analizado los datos pues hay discrepancias.

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Lo primero que conviene entender es que la física propone dos predicciones no excluyentes de las ondas gravitacionales. Las propiamente gravitacionales, las ondas “clásicas”, corresponden a la Relatividad General por la deformación del espacio-tiempo, como consecuencia, por ejemplo, de la rotación de un binomio de galaxias una respecto a la otra, cuya observación se espera de los resultados de los experimentos Virgo (Italia) y Ligo (EE UU). Otra teoría, más fundamental en mi opinión, predice la fluctuación del vacío cuántico primordial y, como consecuencia, la aparición de ondas gravitacionales. Esta teoría predice también que las ondas primigenias afectarían al movimiento de la luz “polarizando” los fotones. Estas ondas tampoco habían sido observadas directamente hasta la perturbación, una especie de torbellino, constatada por BICEP2 en los fotones del fondo difuso cosmológico. Se deduce indirectamente que si se ha observado huella de polarización en los fotones se debe a la existencia de ondas gravitacionales primigenias. Y si existen ondas gravitacionales primigenias se afianza la candidatura de la teoría inflacionaria, al menos en principio, como paradigma que predice la fluctuación del vacío cuántico que originó el Universo. Indudablemente, sería un auténtico hito en la historia de la física y en la del pensamiento.

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Pero, ¿de qué vacio cuántico estamos hablando? Solo puede ser del posterior a la “era de Planck” ya que anteriormente el velo de la ignorancia delimita una oscuridad epistemológica completa.

Según la teoría del Big Bang, el Universo anterior a la era de Planck era una “singularidad” hace aproximadamente 13.800 millones de años. La singularidad es un concepto matemático sin equivalencia en física. Todo lo sucedido en el entorno de ese núcleo primigenio, llamémosle así, es muy oscuro incluidas las explicaciones al respecto. La que goza de mayor aceptación se apoya en el principio de incertidumbre o relación de indeterminación de Heisenberg: el Universo surgió de la fluctuación del “vacío cuántico”.

Para hacerse una somera idea del vacío cuántico hay que quitarse de la cabeza el concepto “nada” en relación con los fenómenos físicos: en física la nada no existe. Y por tanto no acota ni marca límite alguno al Universo: antes del Big Bang no existe el tiempo pero tampoco hay “nada” ni puede ser asimilada al vacío. La mecánica cuántica impuso poco a poco la vuelta a un éter sui géneris mediante la idea que el espacio inmaterial, el “vacio”, no es inerte. A partir de ahí, los físicos hablarán de una “energía del vacío”, no en el sentido de que la “nada” tendría una energía sino que el vacio sería de hecho un medio atravesado por campos cuánticos en estados de energía mínima pero no nula. El campo de Higgs tiene mucha similitud con la antigua teoría física del éter. Lo mismo podría decirse de la “energía oscura”. A fines pedagógicos, y con las cautelas de rigor, el vacio cuántico seria un éter sui generis, moderno reflejo del éter de la física del siglo XIX –hasta el experimento de Michelson y Mosley– que según sus proponentes permearía todo el Universo.

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El estruendo mediático no debe llamarnos a engaño, lo verdaderamente crucial de las informaciones reveladas el 17 de marzo es que las ondas gravitacionales observadas indirectamente no son de tipo clásico por la deformación del espacio-tiempo sino por la fluctuación del vacío cuántico a escala atómica o subatómica en consonancia con el principio de indeterminación de Heisenberg. Lo cual no confirmaría, como algunos pretenden, la teoría del Big Bang sino, y no es poca cosa, un modelo inflacionario como mejor candidato a explicar lo que sucedió después de la era de Planck, pero no en el origen absoluto del Universo, en el Big Bang del tiempo cero.

El Universo 14.Big Bang – Las fronteras del tiempo (Spanish)

Fuente que utilizo:   http://www.farodevigo.es

Ciencia

Stephen Hawking ‘bendice’ el nuevo descubrimiento sobre el Big Bang

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El científico británico Stephen Hawking ha destacado este martes que la detección de las ondas gravitacionales generadas después de la creación del Universo con el Big Bang es “otra confirmación de la inflación” cósmica hallada hace más de 30 años.

En unas declaraciones hoy a Radio 4 de la BBC, el prestigioso científico de la universidad inglesa de Cambridge ha recordado que esta “inflación” fue concebida por primera vez por el cosmólogo Alan Guth, quien argumentó que en la creación del Universo hubo un periodo de “aceleración”, una expansión ultrarrápida.

Hawking recordó que en 1982 invitó a científicos que evaluaban esta teoría a tomar parte en un “taller de trabajo” en la Universidad de Cambridge, donde concluyeron que era aceptada la idea de la “inflación” al comienzo del Universo, si bien -dijo- esto no fue confirmado a través de la observación hasta diez años después.

Fuente que utilizo ahora:    http://www.abc.es

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En sus declaraciones, Hawking señaló que la inflación puede generar “ondas gravitacionales”, algo que fue confirmado el lunes por científicos de la Universidad estadounidense de Harvard.

El Centro Harvard-Smithsonian para la Astrofísica de Massachusetts (EE.UU.) reveló que ha detectado por primera vez mediante un telescopio en el Polo Sur las “ondas gravitacionales primordiales” que se generaron tras el Big Bang.

El equipo dirigido por John Kovac ha logrado percibir por primera vez mediante el telescopio BICEP2 instalado en el Polo Sur, en un pequeño retazo de cielo, esas ondas gravitacionales, consideradas el Santo Grial de la cosmología al probar diversas teorías.

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Siempre interesado en el futuro del universo, Hawking cree que la especie humana “se enfrenta a una extinción inminente” si no se conquistan “nuevos mundos a través del cosmos”.

En una entrevista en el programa científico “Planet” del Canal 4 británico, Hawking estimó que habrá asentamientos humanos en la luna “dentro de 50 años” y que, en esa época, el hombre estará en el camino de poner un pie en Marte. En el planeta rojo, según sus teorías, no se vivirá hasta 2100.

“Nuestro planeta es un viejo mundo, amenazado con una población cada vez mayor y con recursos finitos. Debemos anticipar esas amenazas y tener un plan B”, declaró Hawking. “Si la especie humana quiere sobrevivir más allá de los próximos cien años, es imperativo que atraviese la negrura del espacio para colonizar nuevos mundos a través del cosmos”, agregó.

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Primer ‘vistazo’ directo al instante del Big Bang

Hace unos 13.800 millones de años, el Universo que conocemos irrumpió violentamente como consecuencia de una gran explosión, el Big Bang. En menos de lo que dura un abrir y cerrar de ojos, el Cosmos se expandió de manera exponencial, extendiéndose hasta un punto que ni siquiera los mejores telescopios actuales son capaces de ver. Es lo que se conoce como inflación cósmica, cuya evidencia directa acaba de ser anunciada por primera vez. Un amplio equipo de investigadores, liderados por el Centro Harvard-Smithsonian para la Astrofísica, ha dado a conocer, en una rueda de prensa precedida por una gran expectación, la primera detección de las ondas gravitacionales, pequeñas deformaciones en el tejido del espacio-tiempo que se transmiten a la velocidad de la luz y recorren todo el Cosmos. Descritas como los «primeros temblores del Big Bang», su hallazgo es considerado el «santo grial» de la Cosmología.

Evitar la «cara de Marte»

Universos paralelos, ¿existe alguna señal?

Cada universo está contenido en una «burbuja»

El equipo ha llevado a cabo simulaciones de qué aspecto tendría el cielo con y sin colisiones cósmicas y ha desarrollado un innovador algoritmo para determinar cuál encaja mejor con la gran cantidad de datos del fondo cósmico de microondas tomados por la sonda WMAP de la NASA. «El trabajo representa una oportunidad de poner a prueba una teoría que es realmente asombrosa: Que vivimos en un extenso multiverso, donde aparecen constantemente otros universos», dice Stephen Feeney, otro de los investigadores.

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Uno de los muchos dilemas a los que se enfrentan los físicos es que los seres humanos tenemos una gran facilidad para encontrar patrones que en realidad no son más que una mera coincidencia, como por ejemplo la famosa «cara de Marte». Por ese motivo, el algoritmo obedece a unas reglas muy estrictas, para que no haya equívocos.

De momento, los científicos creen que los primeros resultados no son lo suficientemente concluyentes para descartar o aceptar la existencia de un multiverso. Sin embargo, confían en que los nuevos datos obtenidos por el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA) ayuden a resolver el misterio.