Els homuncles

Sentim, olorem, toquem, ens aixequem i ens comencem a moure; fem gestos complicats, notem; llepem i agafem; apretem, sentim la forma i ho deixem. El nostre cervell està constantment interpretant el que els nostres sentits capten i reaccionant a aquests estímuls dirigint el nostre cos en complicats moviments amb màxima precisió.
Per dur a terme tot això, en el nostre cervell hi existeixen uns mapes neurals del nostre cos, on hi ha representats cadascun dels racons a través dels quals sentim i ens movem. Són el que anomenen els Homuncles.
Els homuncles són una forma d'il·lustrar la localització i la quantitat d'espai en el cervell destinat a una determinada funció. Els homuncles, els podem trobar en les àrees somatosensitives del lòbul parietal en l'escorça cerebral. Si tenim en compte les aferencies sensitivesprimàries (o sigui, el que percebem a través dels sentits i arriba a l'escorça), parlem de l'homuncle sensitiu. En canvi, si parlem de la zona que controla la sortida de les senyals motores, fem referència a l'homuncle motor.
Aquest mapa resulta que conserva la relació de veïnatge entre zones, així, zones pròximes en l'escorça cerebral, controlen zones del cos veïnes. Podem veure per exemple, que en la zona medial del cervell s'hi veuen representats els peus, i a mida que anem cap a una zona més lateral del cervell (o sigui, cap a l'oïda), trobem representats la cama, la cuixa, el tronc i les extremitats.

L'homuncle sensitiu que avui coneixem, el va el·laborar un neurocirurgià anomenat Wilder Pienfield mentre operava transtorns cerebrals i epil·lèptics.
Mentre tenia els pacients anestesiats, Penfield estimulava diferents zones de l'escorça somatosensitiva primària, i preguntava als pacients què sentien. Així va trobar que depenent d'on tocava produïa sensacions tàctils en diferents parts del cos i en el costat contrari del cos. Amb el temps s'ha vist que en realitat, hi ha 4 mapes complerts en l'escorça somatosensitiva, i que cada un d'ells interpreta un tipus d'informació diferent. Un reb informació dels músculs i les articulacions, un altre de la pell, i en les dues àrees restants es combinen ambdues informacions.
En els homuncles (sensitiu i motor), la massa que representa qualsevol part del cos, no es relaciona amb la quantitat de zona que se li dedica, sinó amb el grau d'inervació de la zona. Així doncs, tenim que per exemple els llavis representen en l'homuncle sensitiu més superfície que tot el tronc sencer; o en l'homuncle motor, la zona dedicada a les mans és tan gran com la resta del cos.
Com que el cervell és una estructura que es va formant durant el nostre desenvolupament, podem trobar que si bé, més o menys tots compartim l'espai dedicat a cada part del cos, és possible trobar diferències entre individus, així, per exemple, la zona dedicada a la mà d'un pianista no serà igual que la que hi dediqui un nadó. Aquest petit detall trenca amb la teoria que s'acceptava fins fa poc, que els mapes corporals estaven integrats de fàbrica en el cervell, i en canvi s'observa que poden variar entre individus, fins i tot des d'adults.
Un dels experiments curiosos per demostrar aquest fet el van realitzar entrenant a micos a tocar discos (al més pur estil Dj). Al cap d'un temps van observar que la zona de l'escorça dedicada a les puntes dels dits s'havia expandit notoriament a expenses de les falanges veïnes. En altres experiments el que es va fer va ser lligar-li dos dits als micos de forma que es moguessin sempre junts. Es va veure que la representació cortical dels dos dits s'havia fusionat.
Algunes malalties i deformitats congènites també han ajudat a estudiar els homuncles. És el cas de les persones amb sindactilia congènita. En aquestes persones (que tenen com un munyó enlloc de dits) es va observar que no tenien organització somatotòpica; un cop realitzada una operació per separar els dits els espais somatotòpics en el cervell es van reorganitzant de forma semblant a una mà normal.
O qui no coneix el cas del membre fantasma...un pacient que nota la presència d'un membre absent, el sent, el belluga i li fa molt mal.
Val a dir, que si entre nosaltres mateixos ja trobem diferències entre homuncles, que es reorganitzen, guanyen terreny unes zones, en perden les que no usem o no tenim,... és evident que el nostre homuncle difereix del que trobem en altres espècies. Per exemple en el conill està molt representat el musell i la cara, en el gat els bigotis, en els micos la cua...
Com sempre, venim amb un llibre d'instruccions per tal de muntar un cervell, una eina que ens serveix per entendre i interpetar el nostre entorn, però no acaba aquí, el cervell és capaç de reorganitzar-se si les coses no van com esperavem, si de cop i volta perdem una mà o un ull, o al contrari, ens trobem en un entorn on és necessari potenciar algun dels nostres sentis, no perdem temps ni espai en representar allò que ja no podem utilitzar, es reorganitza per tal de poder captar amb més detall l'entorn.

Referència:
- E. Kandel, J. Schwarz i T. Jessell. Principios de Neurociencia. Ed. McGraw Hill

Frij

Degradar el plàstic

No entenc què fan els organismes que dóna la sensació que vetllen per nosaltres, el nostre estat de salut, per la recuperació de les espècies en perill d'extinció, pels productes contaminants que es llancen a l'atmosfera, pels problemes que tenim amb l'aigua,....
Si, és un tòpic molt utilitzat per la gent que n'està al marge, és molt fàcil criticar les polítiques de conservació fins que un no s'hi posa i descobreix les dificultats que hi ha. Però, permeteu-me que avui critiqui amb indignació a aquestes entitats (en general).

Els plàstics fa uns 80 anys que existeixen, i les bosses de plàstic que avui en dia utilitzem en tota classe de botigues es van introduïr als voltants dels anys 70, o sigui fa uns 30-40 anys, però actualment estant extenent-se pel que entenem com a tercer món, o sigui, que podriem dir que tot el món les utilitza.
Actualment, es calcula que cada un de nosaltres consumeix unes 238 bosses de plàstic anuals, que acaben (la gran majoria) en algun lloc desconegut, ja que tan sols se n'incineren menys d'un 5%. Molts països, davant l'aclaparadora evidència del mal que aquests plàstics estan causant (ja sigui degut a la contaminació del plàstic en si, o degut a la contaminació i guerres que es generen per fabricar-lo), s'han proposat uns objectius per reduïr-ne el seu ús. Espanya, per exemple, s'ha proposat per al 2015 (amb tranquil·litat) que el 70% de les bosses de plàstic siguin biodegradables. França pretén que el 2010 totes les bosses que utilitzin siguin biodegradables. Altres països opten des de ja fa temps a cobrar per cada bossa utilitzada i d'altres se t'enduen a la policia si et veuen amb una bossa de plàstic a la mà (com per exemple a Bangladesh).
Doncs bé, si imaginem el millor dels casos, o sigui que d'aquí a uns anys es deixen d'utilitzar les bosses de plàstic en benefici de les biodegradables, què se'n farà de totes les tones de plàstic que haurem generat durant tant temps?
Aquest 95% de bosses escampades poden tardar en descomposar-se uns 100 anys, matant animals marins i contaminant ecosistemes.
Bé, sembla clar que algú hauria d'estar investigant amb fons públics (en el millor dels casos) o privats, en millorar la descomposició d'aquestes bosses. I la veritat és que ho desconec, però si algú ho està fent, concloc que no s'hi està trencant molt les banyes.
El cas és que un nen de 16 anys de Waterloo (Canadà), ha aconseguit aïllar la bactèria que degrada el plàstic, i ho ha fet a casa seva. Ha descobert que les dues bacteries capaces de degradar-lo pertanyen al gènere Pseudomonas i Sphingomonas respectivament.
Ha aconseguit retallar el temps de degradació fins a 3 mesos, el que és un gran pas endavant. Ell ja ha trobat la solució, ara, per la seva aplicació industrial es necessita un fermentador, el medi de creixement, els microbis i milions de bosses de plàstic.



Notícia:
- http://news.therecord.com/article/354044

Frij

Som el què mengem? Les abelles si

Les abelles i altres insectes socials s’utilitzen sovint per il·lustrar un concepte molt important sobre la relació que existeix entre un genotip determinat i els seus possibles fenotips resultants, és el concepte de plasticitat fenotípica. Aquest concepte es refereix a la capacitat d’un organisme de canviar el seu fenotip segons el context ambiental en el que es troba. Aquesta capacitat és molt important en l'evolució, perquè si bé els canvis fenotípics són lamarkians, per entendre’ns, la capacitat plàstica del fenotip és un caràcter per ell mateix sota control genètic i per tant, sensible a la selecció natural. És un tema que mereix ser desenvolupat en un o més posts futurs.

Les abelles de la mel en són un clar exemple, perquè recordem que de dues larves genèticament idèntiques en poden sortir dues formes adultes tan completament diferents com una abella obrera, o una abella reina. Les diferències són enormes i inclouen diversos aspectes morfològics, el més evident el tamany, fisiològics, de llongevitat, comportamentals i de capacitat reproductiva (la divisió del treball pel que fa a la feina reproductiva defineix el grup d’insectes eusocials, entre els que també trobem les formigues i les termites).

Una cosa que es coneix molt bé de les abelles és que les cuidadores alimenten de manera diferent les larves destinades a convertir-se en reines i les futures obreres. Per les princesetes, les cuidadores produeixen de les seves glàndules faríngees frontals un compost anomenat gelea reial que les futures reines consumiran tota la vida. Aquesta substància té una composició no del tot coneguda, i té alguns efectes positius també en persones, sobretot les sensibles a l’astènia primaveral o amb anorèxia. En canvi les larves destinades al proleteriat mengen plats molt menys elaborats. Com és possible que prendre o no prendre gelea reial determini l’estatus futur de la larva?

La setmana passada, Science va publicar un estudi on un grup de recerca australià ens mostra com aquesta dieta diferencial podria tenir un efecte directe sobre el futur de la larva mitjançant un mecanisme de tipus epigenètic que involucra un procés anomenat metil·lació de l’ADN. Els procesos epigenètics determinen en una cèl·lula quins gens del genoma s’expressen i quins no. De fet, ens trobem davant d’un importantíssim mecanisme biològic de plasticitat fenotípica. La part més ben estudiada d’aquest procés bàsicament funciona de dues maneres: regulant la metil·lació de l’ADN i la regulació de l’acetil·lació d’histones. En resum: quan l’ADN d’un gen es troba metil·lat (grups metils units a la cadena de nucleòtids) el gen no es pot expressar i viceversa; i quan les histones (proteïnes que empaqueten l’ADN) estan acetil·lades (grups acetil enganxats a les histones) l’ADN es desempaqueta prou com per permetre l’expressió dels gens, mentre que si estan desacetil·lades es manté condensat i no es poden expressar. Els investigadors d’aquest treball bloquegen l’expressió d’una proteïna que metil·la l’ADN a les larves pre-diferenciades i el resultat és que les larves es converteixen en reines com si haguessin estat alimentades amb gelea reial.

La comunitat suma un exemple més per il·lustrar el poder dels processos epigenètics per traduir la informació de l’ambient, en aquest cas la dieta, en notables canvis fenotípics.

Referència:

- Kucharski R, Maleszka J, Foret S, Maleszka R. Nutritional control of reproductive status in honeybees via DNA methylation. Science. 2008 Mar 28;319(5871):1827-30. Epub 2008 Mar 13.

Dodger

El nen i el mono

Què ens fa humans als humans? Què fa micos als micos? O a qualsevol altre ésser viu? Fins a quin punt la nostra naturalesa ens ve dictada pels gens i/o fins a quin punt per l'entorn?

Són preguntes que no m'atreveixo a discutir i sobre les quals ens podríem passar debatint molt de temps. Però justament aquestes preguntes són les que es va formular un filòsof i psicòleg anomenat Winthrop Niles Kellogg a principis de segle. En Kellogg va néixer el 1898 a Mount Vernon (New York) i va morir el 1972. Va dedicar més de 40 anys de la seva vida a la recerca, en els que va investigar sobre la por en rates i ocells, activitat fetal, emocions, comportament en serps d'aigua i condicionament en gossos, entre molts d'altres camps. Entre tots els seus treballs en destaquen dos, sobre els quals en va escriure dos llibres: The Ape and the Child (Kellogg & Kellogg, 1933) i Porpoises and Sonar (Kellogg, 1961). Avui parlarem sobre el primer.

La idea per realitzar aquest estudi li va sorgir el 1927, ell encara era un estudiant de doctorat, quan va ser estimulat per un article sobre uns "nens llops" a la Índia. En aquest article es parlava de dues nenes salvatges que van ser trobades en una cova habitada per llops i que es comportaven com si fóssin llops. Les nenes utilitzaven les extremitats anteriors només per caminar a quatre potes i bebien i menjaven com si fossin llops. Amb el temps, aquestes nenes van aprendre a caminar dretes de forma esporàdica, tot i que mai van poder arribar a córrer, i una va ser incapaç d'aprendre a parlar, mentre que l'altre va aprendre un vocabulari de 100 paraules. En aquell temps es va argumentar que aquelles noies tenien dèficits intel·lectuals (éren subnormals) i això no les havia permès a adaptar-se al seu nou entorn. En Kellogg es va mostrar molt en desacord amb aquesta explicació i ell defensava que les nenes eren ben normals, però que havíen esdevingut salvatges perquè era el que l'entorn demanava d'elles.
Kellogg volia comprovar la seva hipòtesi, i la seva idea hagués estat posar un humà d'una intel·ligència normal en un ambient salvatge i observar el seu desenvolupament, però vist que era d'una immoralitat aplastant, va decidir fer l'experiment a la inversa, col·locar un simi en un ambient "civilitzat" (la qual cosa en aquell moment també va comportar-li moltes complicacions morals).

El juny de 1931 va demanar una excedència a la Universitat d'Indiana i se'n va anar amb la seva dona Luella i el seu fill de 10 mesos Donald a Florida. Allí, gràcies a la col·laboració d'un amic seu va poder aconseguir una femella jove de ximpanzè anomenada Gua de 7 mesos. El seu pla era que un antropoide visqués en una família amb un pare i una mare adoptats i fós vestit, alimentat, acariciat, etc. en un ambient característicament humà i amb la companyia d'un humà de la seva edat, a poder ser, des de el moment del part. Però això no va poder ser així i es va haver d'acontentar amb un ximpanzè de 7 mesos.
L'estudi va començar el 26 de juny de 1931 i s'allargaria durant 9 mesos. Durant aquest temps tant al Donald com a la Gua se li realitzaven testos exhaustius diaris d'un rigor científic aparent.

Resultats

Durant aquest temps els dos van mantenir un llaç afectiu molt fort, s'acariciaven, si un marxava l'altre el seguia, s'abraçaven i sempre volien estar junts. Això indicava que la Gua no només buscava el contacte social, sinó que a més, tenia una dependència fisíca i psicològica del nen, així com del pare adoptiu.

Emocionalment, la ximpanzè també va fer avenços cap a la seva "humanització", va aprendre a riure (de forma típicament humana) al primer mes d'haver iniciat l'estudi i als 3 mesos ja reia de forma espontània sense haver-li de fer pessigolles. Va aprendre a fer petons com un acte d'afecte i de perdó quan havia comès algun error, mentre què en Donald no va aprendre a fer aquests petons amb significat fins que tenia 18 mesos.

En Kellogg també els hi va ensenyar modals taula, i cap al final de l'experiment, la Gua ja sabia beure d'un got i menjar utilitzant els coberts.

Pel que fa a la locomoció bípeda, la ximpanzè va començar a caminar dreta als 4 mesos de l'estudi, mentre que en Donald no va ser fins al final de l'estudi que va poder caminar sol sense ajuda.

Tot i que en Kellogg va passar molt de temps ensenyant a parlar a la Gua, no va ser mai capaç de dominar-lo. La Gua era una gran imitadora, però com a imitadora vocal no se'n va arribar a ensortir mai. Sorprenentment, el simi va ser superior a l'humà en quan a comprensió del llenguatge, la Gua va entendre abans que en Donald cada una de les frases que es testaven cada dia.
Llavors va començar a ocórrer una cosa que ningú esperava, en Donald va començar als 14 mesos a imitar sons incomprensibles que feia la Gua en presència de menjar, també va començar a comunicar-se amb la ximpanzè amb vocalitzacions simiesques i fins i tot, després va començar a realitzar-les sense la presència de la Gua.

En Donald, en començar l'estudi tenia 10 mesos, i era capaç de pronuciar 3 paraules, entre les quals el seu nom. Bé doncs, en acabar l'estudi, en Donald tenia 19 mesos i el seu vocabulari encara consistia en 3 paraules.
Estava clar que el fet de no tenir possiblitat de relacionar-se amb infants de la seva edat era una de les grans raons d'aquest retard lingüístic, i segurament aquest fet va fer que en Kellogg acabés l'estudi en aquest determinat moment.

Conclusió

Kellog va concloure, tal i com hipotetitzava, que l'entorn era el factor activador que va produir un desenvolupament similar en els dos subjectes. Va ser un estudi que va demostrar, segurament, com cap altre anteriorment les limitacions de la heretabilitat, i els beneficis en el desenvolupament que es poden assolir en un ambient enriquit, el qual és necessari per desenvolupar les habilitats individuals inherents.

Fonts:

http://www.psy.fsu.edu/history/wnk/ape.html

L. Benjamin & D. Bruce. From bottle-fed chimp to bottlenose dolphin: A contemporary appraisal of Winthrop Kellogg, The Psychological record, 1982, 32, 461-482

Frij