jueves, 7 de diciembre de 2017

CARTOGRAFÍA CEREBRAL: ¿Pueden localizarse las funciones neurológicas?

A finales del siglo XVII y principios de siglo XIX, el anatomista alemán Franz Joseph Gall convenció a buena parte de los científicos de que tocando los cráneos de las personas se podían encontrar prominencias que correspondían a áreas más desarrolladas del cerebro y, que esas prominencias correspondían a rasgos de personalidad y funciones mentales fácilmente localizables y palpables. Su idea era interesante, pero sus métodos eran especulativos y faltos de rigor científico, lo que le costó la expulsión de la Academia Francesa de la Ciencia.


Uno de sus principales enemigos, Marie-Jean-Pierre Flourens, postulaba en contradicción que no había localizaciones en la corteza cerebral, sino que funcionaba como un todo, fenómeno al que llamo "equipotencialidad cerebral". Éste fue el inicio de décadas de debates sobre si era posible localizar funciones específicas en el cerebro.
Estos debates parecieron llegar a su fin en 1861, cuando Paul Broca identificó el área de lenguaje siguiendo varios casos de pacientes que perdieron esta capacidad tras sufrir infartos en una zona del lóbulo frontal. Desde entonces, durante un siglo los médicos y científicos buscaron asignar nuevas funciones a otras áreas de la corteza, realizando una especie de "cartografía cerebral". En 1909, Korbinian Brodmann propuso un mapa con cerca de cincuenta áreas corticales, que ha fungido como método de referencia para entender nuestro cerebro durante más de un siglo.
Con los años, las ciencias del cerebro han refinado y detallado este mapa, pero de forma más importante, han concluido que no existe ninguna función que pueda asignarse a un área cerebral específica: La neurociencia moderna considera que las diferentes funciones cerebrales y no resultan de la actividad de una zona particular, sino de la conexión entre las distintas áreas, que forman circuitos o redes cerebrales de gran escala . En esta visión, una determinada área cerebral puede formar parte de distinas redes, y participar en distintas funciones.
De la localización a la distribución y de regreso, esta serie de anécdotas alrededor de uno de los más importantes debates de la neurociencia nos recuerdan que nuestro entendimiento del cerebro está en constante evolución.

Breviario cerebral por Juga cerebralia.

Crédito de imagenes
Frenología: Wikipedia
Áreas de Brodmann:
Derecha - Wikipedia. Izquierda - https://estudiodelcerebro.jimdo.com/about/
Redes cerebrales de gran escala: 
Derecha - Douglass Godwin y René Marois, viapsypost.com
Izquierda - Powell, et. al.: Functional network organization of the human brain. Artículo publicado en Neuron, 2011.




----

CEREBRAL CARTOGRAPHY: Can neurological functions be localized?
At the end of the eighteenth century and the beginning of the nineteenth century, the German anatomist Franz Joseph Gall convinced many scientists that touching the skulls of people, one could find prominences that corresponded to more developed areas of the brain. According to his ideas, these prominences corresponded to personality traits and mental functions that we circumscribed and localized. Although his ideas of identifiable mental functions were interesting, his methods were speculative and lacked scientific rigor, which cost him the expulsion from the French Academy of Science.

One of its main enemies, Marie-Jean-Pierre Flourens, postulated in contradiction that specific functions did not have specific locations in the cerebral cortex, but rather that the cortex functioned as a whole, a phenomenon he called "cerebral equipotentiality". This was the beginning of decades of debates about whether it was possible to locate specific functions in the brain.
These debates seemed to come to an end in 1861, when Paul Broca identified the area of language following several cases of patients who lost their capacity to write and speak after suffering strokes involving an area of the frontal lobe. Since then, for a century, doctors and scientists have sought to assign new functions to other areas of the cortex, carrying out a type of "brain cartography". In 1909, Korbinian Brodmann proposed a map with about fifty cortical areas, which has served as a reference method to understand our brain for more than a century.
Over the years, the brain sciences have refined and detailed this map, but more importantly, they have concluded that there is no function that can be assigned to a specific brain area: Modern neuroscience considers that different brain functions do not result from the activity of a particular area, but of the connection between the different areas, which form circuits or large-scale brain networks. In this vision, a certain brain area can be a part of different networks, and thus participate in different functions.
From location to distribution and back, this series of anecdotes around one of the most important debates in neuroscience reminds us that our understanding of the brain is constantly evolving.

Cerebral breviary by Juga Cerebralia.

jueves, 23 de noviembre de 2017

El pulpo y la consciencia

¿Por qué interesan los pulpos a los estudiosos de la consciencia? (O, ¿por qué deberían interesarnos a todos?)
La mayoría de los seres que muestran comportamientos complejos, aprendizaje y cognición sobre sí mismos son cercanas a los humanos desde el punto de vista biológico (todos son, como nosotros, mamíferos, desde chimpancés hasta delfines).
Incluso las aves, que también han mostrado comportamiento cuya inteligencia nos asombra, no son tan lejanas a nosotros. Pertenecen, junto con los mamíferos y otros grupos de animales, a los vertebrados. El último ancestro en común que tenemos con las aves es un reptil que vivió hace cerca de 320 millones de años.
Los reptiles comparten con nosotros no sólo su arquitectura (columna, cuatro extremidades, distribución del sistema nervioso), sino una serie de conductas básicas. Nuestro cerebro viene de la evolución del cerebro de este reptil, tanto así que cuando describimos nuestra neurofisiología hablamos de funciones cerebrales “reptilianas”.

En cambio, el último ancestro común que tenemos con los pulpos (o cefalópodos en general) es un pequeño gusano plano que vivió hace 600 millones de años, cuya conducta consistía en comer, reproducirse, morir.
El gran desarrollo mental del pulpo y su lejanía biológica con mamíferos o incluso con aves implica que la naturaleza generó comportamiento complejo (¿consciencia?) por dos caminos evolutivos radicalmente distintos.
🐙🧠🤷🏽‍♀️
Breviario cerebral basado en la lectura de “The Octopus, The Sea and The Deep Origins of Consciousness” de Peter Godfrey Smith.


Photo de Juga cerebralia.
---

Why are octopuses of interest to those who study consciousness? (Or, why should we all find them interesting?)

Most beings that show complex behaviors, learning and self-cognition are close to humans from the biological point of view (they are all, like us, mammals, from chimpanzees to dolphins).
Even birds, which have also shown behavior whose intelligence amazes us, are not so far away from us. They belong, together with mammals and other groups of animals, to vertebrates: The last common ancestor we have with birds is a reptile that lived about 320 million years ago.
The reptiles share with us not only their architecture (column, four extremities, distribution of the nervous system), but a series of basic behaviors. Our brain comes from the evolution of the brain of this reptile, so much so that when we describe our neurophysiology we talk about "reptilian" brain functions.

In contrast, the last common ancestor we have with octopi (or cephalopods in general) is a small flat worm that lived 600 million years ago, whose behavior consisted of eating, reproducing and dying.
The great mental development of the octopus and its biological remoteness with mammals or even with birds implies that nature generated complex behavior (consciousness?) By two radically different evolutionary paths.

🐙🧠🤷🏽

Cerebral breviary based on the reading of "The Octopus, The Sea and The Deep Origins of Consciousness" by Peter Godfrey Smith.

jueves, 16 de noviembre de 2017

The Beautiful Brain

Photo de Juga cerebralia.
Santiago Ramón y Cajal, médico y patólogo español, ganó el premio Nobel en 1906 por ser el primero en postular la neurona como unidad básica del sistema nervioso, basado en sus observaciones y tinciones de tejido cerebral. Compartió el premio con Camilo Golgi, quien diseñó la tinción con la que Cajal pintaba las neuronas observadas, y la recepción del premio fue un intenso debate, pues Golgi consideraba aún que el tejido nervioso era una red continua, sin células unitarias identificables.

En 1894, Cajal escribió: "La corteza cerebral semeja un jardín poblado de innumerables árboles, las células piramidales, que gracias a un cultivo inteligente pueden multiplicar sus ramas, hundir más lejos sus raíces y producir flores y frutos cada día más exquisitos"
Ramón y Cajal, además de ser un médico y científico ejemplar, tenía grandes dotes artísticas y verbales.

Fotos: "The Beautiful Brain: The Drawings by Santiago Ramón y Cajal", libro en que Larry W. Swanson ,‎ Eric Newman,‎ Alfonso Araque y‎ Janet M. Dubinsky compilan los dibujos de Ramón y Cajal, con algunos de los fragmentos de sus textos.

---
Santiago Ramón y Cajal, Spanish physician and pathologist, won the Nobel Prize in 1906 for being the first to postulate the neuron as the basic unit of the nervous system, based on his observations and staining of brain tissue. He shared the prize with Camilo Golgi, who invented the histological staning with which Cajal painted the observed neurons . The reception of the prize was an intense debate, because Golgi still considered that the nervous tissue was a continuous network, without identifiable unitary cells.
In 1894, Cajal wrote: “The cerebral cortex is similar to a garden filled with innumerable trees, the pyramidal cells, that can multiply their branches thanks to an intelligent cultivation, sending their roots deeper and producing more exquisite flowers and fruits every day.” 
Ramón y Cajal, besides being an exemplary physician and scientist, had great artistic and verbal skills.

Photos: "The Beautiful Brain: The Drawings by Santiago Ramón y Cajal", book in which Larry W. Swanson, Eric Newman, Alfonso Araque and Janet M. Dubinsky compile the drawings of Ramón y Cajal, with some of the fragments of your texts.

lunes, 6 de noviembre de 2017

Penfield y el cuerpo dentro del cerebro // Penfield and the body inside our brains

Photo de Juga cerebralia.

¿Sabes qué es este curioso hombrecillo y por qué está así de desproporcionado?
Una de las maneras de estudiar el cerebro es a través de sus patologías. El neurocirujano canadiense Wilder Penfield tenía una forma peculiar de hacerlo, a través de la cirugía experimental. Algunos de sus pacientes accedían a sus
protocolos en que les operaba sin anestesia general, de modo que estaban despiertos durante el procedimiento. Durante las cirugías, Penfield estimulaba distintas partes del cerebro, induciendo “ataques experimentales”. Estimulando la corteza frontal o motora, los pacientes movían diferentes partes del cuerpo; y Penfield hizo así un mapa de las neuronas de nuestra corteza cerebral destinadas a cada parte del cuerpo. Después hizo lo mismo con la corteza sensitiva, pidiendo a los pacientes que describieran qué parte del cuerpo sentían hormiguear.
El hombrecillo de abajo, llamado "homúnculo de Penfield" es una representación visual del "cuerpo dentro del cerebro", es decir de la localización de nuestra anatomía en la corteza cerebral. Las partes del cuerpo de mayor tamaño son aquellas a las que están destinadas más neuronas de nuestra corteza. En el caso del homúnculo motor, vemos que una gran cantidad de neuronas están destinadas a mover las manos, al igual que los labios y la boca.
El homúnculo sensorial sigue el mismo principio, pero representa las neuronas que dan sensibilidad al cuerpo. Podemos ver, por ejemplo, que este homúnculo tiene orejas y genitales (que son altamente sensibles), mientras que ambos están ausentes en el homúnculo motor (pues su movimiento es nulo o limitado).
Cuarto breviario cerebral cortesía de Juga cerebralia.
----
Do you know what this curious little man is and why is he so disproportionate?
One of the ways to study the brain is through its pathologies. Canadian neurosurgeon Wilder Penfield had a peculiar way of doing it, through experimental surgery. Some of his patients agreed to participate in his protocols in which he operated without general anesthesia, so that they were awake during the procedures. During the surgeries, Penfield stimulated different parts of the brain, inducing what he called "experimental attacks". By stimulating the frontal or motor cortex, patients moved different parts of the body; and Penfield made a map of the neurons of our cerebral cortex destined for each part of the body. Then he did the same with the sensory cortex, asking patients to describe which part of the body they felt tingling.
The little man below, called "Penfield's homunculus" is a visual representation of the "body inside the brain," that is, the location of our anatomy in the cerebral cortex. The larger parts of the body are those to which more neurons in our cortex are destined. In the case of the motor homunculus, we see that a large number of neurons are designated to move the hands, as well as the lips and mouth.
The sensory homunculus follows the same principle, but represents the neurons that give sensitivity to the body. We can see, for example, that this homunculus has ears and genitals (which are highly sensitive), while both are absent in the motor homunculus (since their movement is null or limited).
Fourth cerebral breviary courtesy of Juga cerebralia.
Imágenes/Images:
1. 3D model of sensory and motor humuncili" - Modelo 3D de los homúnculos sensorial y motor, de la colección del museo de historia natural de Londres.
2. “Original diagram of the sensory and motor homunculi - Diagrama original de los homúnculos sensorial y motor (Penfield & Rasmussen, 1950)”