COGNITIVE NEUROSCIENCE. THE BIOLOGY OF THE MIND

COGNITIVE NEUROSCIENCE. THE BIOLOGY OF THE MIND (4th Edition)

Autors: 

Michael S. Gazzaniga

Richard B. Ivry

George R. Magnun 

Informació del libre: 

Nº de p’aginess: 752 p.

Encuadernació: Tapa dura

Editorial: W.W. Norton

Llengua: Anglès

Any: 2013

Sinopsi

Des de l’aparició de la seva primera edició fa ja gairebé 20 anys, aquest llibre de neurociència ha estat considerat com un dels principals manuals de referència en el camp de la neurociència. Millorat en successives tirades, aquesta última edició ha estat convenientment actualitzada i reorganitzada per enriquir l’experiència d’alumnes o professors en la seva lectura.

El manual de neurociència conté tres grans blocs, centrant-se el primer tant en els antecedents històrics en l’estudi del cervell i de la cognició, com en les les estructures i funcions del sistema nerviós i els mètodes d’investigació en neurociència cognitiva. El segon bloc desenvolupa totes les funcions clau en què el cervell està implicat, començant per l’especialització hemisfèrica i fent un recorregut en els processos de percepció, atenció, memòria, acció, emoció o llenguatge.

Per concloure, en l’últim bloc es diluciden els processos d’autocontrol o presa de decisions, la consciència, la voluntat o la cognició en aspectes de la interacció social humana.

En definitiva, la gran quantitat d’aportacions d’altres experts en el camp de la neurociència, amb gran multitud de gràfics i fotos, fan que aquest manual tingui una completíssima conceptualització d’una de les àrees més interessants en la ciència moderna: l’estudi de la anatomia de la cognició en el cervell humà.

L’aprenentatge d’estímuls condicionats activa les neurones del cerebel

El cerebel és una regió del cervell, situada a la fossa posterior (clatell), que serveix per integrar les informacions procedents tant dels sentits com dels moviments del cos. Quan es fa malbé el cerebel es poden tenir problemes de coordinació i equilibri. També s’ha vist que en patologies com el TDAH, o pacients amb síndrome alcohòlica-fetal, el cerebel és més petit o funciona pitjor. Avui dia, es realitzen molts estudis sobre altres possibles funcions del cerebel.

El passat 21 de març del 2017, la Universitat de Princeton va publicar un article a la revista Nature Neuroscience, on s’explica que els seus investigadors han descobert una relació imprevista entre els aprenentatges condicionats i l’activació del cerebel.

Es creia que el cerebel servia bàsicament per codificar i enviar els outputs sensorials a altres parts del cervell, però, a més aquest article relaciona el cerebel amb l’aprenentatge d’estímuls neuronals via condicionament o feedback.

En l’experiment, quan les rates estaven aprenent a associar dos estímuls diferents (primer apareix una llum i després la rata rep aire a l’ull) es va veure que les cèl·lules granulars del cerebel codificaven els inputs externs (llum-aire) però alhora rebien senyals d’altres parts del cervell. Aquestes senyals eren informació sobre possibles conseqüències que apareixen després de la llum.

Els investigadors han descobert dues noves funcions del cerebel, ja que a més de rebre outputs sensorials externs, rep i es relaciona amb inputs cerebrals interns.

Tal com diu l’investigador Sam Wang “el cervell està parlant constantment amb si mateix”.

REFERÈNCIES

Andrea Giovannucci, Aleksandra Badura, Ben Deverett, Farzaneh Najafi, Talmo D Pereira, Zhenyu Gao, Ilker Ozden, Alexander D Kloth, Eftychios Pnevmatikakis, Liam Paninski, Chris I De Zeeuw, Javier F Medina, Samuel S-H Wang. Cerebellar granule cells acquire a widespread predictive feedback signal during motor learning. Nature Neuroscience, 2017; DOI: 10.1038/nn.4531

Coffin, J. M., Baroody, S., Schneider, K., & O’Neill, J. (2005). Impaired cerebellar learning in children with prenatal alcohol exposure: a comparative study of eyeblink conditioning in children with ADHD and dyslexia. Cortex41(3), 389-398.

Raberger, T., & Wimmer, H. (2003). On the automaticity/cerebellar deficit hypothesis of dyslexia: balancing and continuous rapid naming in dyslexic and ADHD children. Neuropsychologia41(11), 1493-1497.

Neurociència i Art

La neurociència genera imatges molt espectaculars i que poden considerar-se per la seva bellesa, una nova aportació al món de l’art des de la ciència. Acaba de sortir un llibre molt interessant “Interstellate”, on es recullen algunes d’aquestes imatges. Les imatges de la revista abasten gairebé totes les regions del cervell. Des neurones individuals fins a grups de cèl·lules, però també imatges de ressonància magnètica funcional.

És espectacular l’àmplia gamma de colors, i es mostren tota una varietat de tècniques utilitzades per veure i entendre el funcionament del cervell.

Tots aquests avenços ens permeten classificar els diferents tipus de neurones, però sobretot entendre en temps real els processos cerebrals tals com l’atenció o la memòria.

Us deixem el link del MIT on s’anuncia la publicació del llibre:

http://news.mit.edu/2017/interstellate-neuroscience-art-magazine-0109

NIVELLS D’EVIDÈNCIA CIENTÍFICA

 

A l’hora de realitzar investigacions i estudis científics, resulta extremadament important tenir en compte rigors de caràcter metodològic que faran que els resultats d’aquest estudi siguin fiables.

Per a això s’han estandarditzat diversos nivells d’evidència i graus de recomanació científica, basats en criteris quantificables i ordenats a partir dels mateixos.

 

Nivells d’evidència científica

 

Ia Evidència científica obtinguda a partir de meta-anàlisis d’assaigs clínics aleatoritzats.
Ib Evidència científica obtinguda a partir d’almenys un estudi clínic aleatoritzat.
IIa Evidència científica obtinguda d’almenys un estudi controlat prospectiu, ben dissenyat i no aleatoritzat.
IIb Evidència científica obtinguda a partir d’almenys un estudi ben dissenyat i de caràcter quasi-experimental.
III Evidència científica obtinguda en estudis observacionals ben dissenyats, com estudis comparatius, correlatius o de cas-control.
IV Evidència científica obtinguda per documents o opinions de comitès d’experts i/o per experiències clíniques de líders d’opinió reconeguts.

 

Graus de recomenació

 

A (niv. d’evidència Ia, Ib) Almenys es requereix un estudi aleatoritzat com a part de l’evidència científica, de bona qualitat general i consistència en termes de recomanacions específica.
B (niv.d’evidència IIa, IIb, III) Es requereix assaigs clínics metodològicament correctes però que no són aleatoritzats. S’inclou aquells estudis que no entren en la classificació A o C d’aquests graus de recomanació.
C (niv. d’evidència IV) Es requereix de documents o opinions de comitès d’experts i/o experiències clíniques de líders d’opinió reconeguts. Indica l’absència d’alta qualitat, directament aplicat a assajos clínics.

 

,

DESCOBRINT EL CERVELL: EL NUCLI ACCUMBENS, RECOMPENSA I DOPAMINA

oldsjamescDurant la dècada dels 50, James Olds i Peter Milner van fer una gran aportació a l’estudi dels mecanismes de recompensa cerebral. Mentre es disposaven a estudiar els cicles de son-vigília en animals, a causa d’un error, van poder entendre millor el paper del nucli accumbens. Per al seu estudi, van implantar elèctrodes en diferents parts de la base mitjana del cervell de rates, i per casualitat, en una d’elles, un elèctrode es va quedar una mica desplaçat respecte a l’objectiu inicial.

La rata es trobava en una caixa quadrada i cada vegada que s’acostava a la cantonada “A”, se li aplicava una petita descàrrega elèctrica directament en el cervell. Després de poques repeticions, l’animal només volia anar cap aquest punt per rebre la seva rampa. Els investigadors van pensar que havien descobert un punt cerebral que quan s’estimulava, produïa una gran curiositat; però, passats diversos assajos van veure que la “curiositat” no desapareixia, i que podien guiar la rata a qualsevol part de la caixa només amb les petites descàrregues elèctriques.

Per continuar amb el seu estudi, van introduir la rata en una caixa de Skinner (una caixa amb una palanca que ha de ser polsada per l’animal per obtenir un estímul). En aquest cas, quan la rata premia la palanca, rebia la descàrrega a través de l’elèctrode inserit en el seu cervell. Després de diversos intents, la rata va arribar a autoestimular-se fins a 7.000 vegades per hora. Era tal punt la seva obsessió per la palanca, que preferia rebre la seva descàrrega abans de menjar, beure o practicar sexe. En aquest moment van creure que el que estaven activant era un punt de plaer, però, era només això?

Realment el que s’estava activant a través de l’elèctrode era l’àrea tegmental ventral, una estructura que connecta directament a través de neurones dopaminèrgiques amb el Nucli Accumbens. Aquest nucli, durant diversos anys, ha estat relacionat amb l’aprenentatge per recompensa, ja que es creia una peça clau a l’hora d’aprendre comportaments tant positius (per reforç) com negatius (per evitació), ja que està associat a àrees cerebrals relacionades amb les emocions, la memòria i les conductes motores. Un dels neurotransmissors que es sintetitzen en el nucli accumbens és la dopamina. La dopamina ajuda a enfortir les connexions neuronals implicades en les conductes motivades per la recompensa. La dopamina també es relaciona amb drogues com les amfetamines i la cocaïna. Aquestes drogues produeixen un augment dels nivells extracel·lulars de dopamina en el nucli accumbens.

La dopamina del nucli accumbens té diferents funcions. La primera és l’augment del nivell d’excitació del cervell davant de nous estímuls de recompensa. El segon, és la seva capacitat de generar el senyal de recompensa enfront de l’estímul nou (juga un paper fonamental en el condicionament instrumental). Encara que també se li ha implicat en la codificació dels estímuls aversius. Alguns autors suggereixen que el paper del nucli accumbens és fonamental per a les integracions sensoriomotores que faciliten les respostes adaptatives en un context de recompenses flexibles o canviants. En canvi, les respostes d’enfocament instrumental fix (hàbits), solen implicar al sistema dopaminèrgic nigroestatal més que al sistema dopaminèrgic del meso-accumbens.

 

BibliografIa

 

Carelli, R. M. (2002). The Nucleus Accumbens and Reward: Neurophysiological Investigations in Behaving Animals. Behavioral and Cognitive Neuroscience Reviews, 1(4), 281-296.

 

Ikemoto, S., & Panksepp, J. (1999). The role of nucleus accumbens dopamine in motivated behavior: a unifying interpretation with special reference to reward-seeking. Brain Research Reviews31(1), 6-41.

 

Olds, J. (1958). Self-Stimulation of the Brain. Science, 127, 315-324.

 

Olds, J. & Milner, P. (1954). Positive reinforcement produced by electrical stimulation of septal area and other regions of rat brain. Journal of Comparative and Physiological Psychology, 47(6), 419-427.

Neurociència Cognitiva, nou blog divulgatiu

Neurociència cognitivaDes de fa diverses dècades, l’estudi del cervell ha patit una revolució. El nombre de publicacions científiques relacionades amb el cervell s’ha multiplicat fins al punt de ser impossible de seguir tots els avenços en aquest camp. Tot aquest coneixement ha permès crear una nova disciplina científica, anomenada neurociència. La Neurociència consisteix en l’estudi del funcionament cerebral mitjançant sofisticats sistemes de neuroimatge (EEG, fMRI, magnetoencefalografia, PET…).

Saber-ne més