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El mapa cerebral más grande jamás revelado revela las neuronas de la mosca de la fruta con exquisito detalle

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Puede que las moscas de la fruta no sean los organismos más inteligentes, pero los científicos aún pueden hacerlo Aprende mucho de su cerebro. Los investigadores esperan hacerlo ahora que tienen un nuevo mapa, el más completo de cualquier organismo hasta la fecha, del cerebro de una sola mosca de la fruta (Drosophila melanogaster). El diagrama de cableado, o “Conectoma”, incluye aproximadamente 140.000 neuronas y captura más de 54,5 millones de sinapsis, las conexiones entre neuronas.

“Esto es enorme”, afirma Clay Reed, neurobiólogo del Instituto Allen de Ciencias del Cerebro en Seattle, Washington, que no participó en el proyecto, pero trabajó con un miembro del equipo. “Es algo que el mundo ha estado esperando ansiosamente durante mucho tiempo”.

Mapa1 Descrito en Paquete de nueve hojas de datos Publicado en naturaleza hoy. Sus creadores forman parte de un consorcio conocido como alambre voladorFue codirigido por los neurocientíficos Mala Murthy y Sebastian Seung de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey.

largo camino

Seong y Murthy dicen que han estado desarrollando el mapa FlyWire durante más de cuatro años, utilizando imágenes de microscopio electrónico de cortes del cerebro de la mosca. Los investigadores y sus colegas unieron los datos para formar un mapa completo del cerebro con la ayuda de herramientas de inteligencia artificial.

Pero estas herramientas no son perfectas y es necesario comprobar si hay errores en el diagrama de cableado. Los científicos han pasado mucho tiempo examinando manualmente los datos, lo cual es mucho tiempo. Pidieron voluntarios para ayudar. En total, los miembros y voluntarios del consorcio realizaron más de tres millones de ajustes manuales, según el coautor Gregory Jeffress, neurocientífico de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido. (Gran parte de este trabajo, señala, se realizó en 2020, cuando los investigadores de moscas estaban en apuros y trabajaban desde casa durante la pandemia de COVID-19).

Animación de una neurona CT1 en el cerebro de Drosophila. Hay dos de ellos; Cada uno abarca un ojo completo y contiene más de 148.000 sinapsis. Fuente: Laboratorios Amy Sterling, Murthy y Seong, Universidad de Princeton (ref. 1)

Pero el trabajo está lejos de terminar: aún hay que anotar el mapa, un proceso en el que investigadores y voluntarios etiquetan cada neurona como un tipo de célula específico. Jeffress compara la tarea con la evaluación de imágenes satelitales: los programas de inteligencia artificial podrían estar entrenados para reconocer lagos o caminos en tales imágenes, pero los humanos tendrían que verificar los resultados y nombrar ellos mismos los lagos o caminos específicos. Finalmente, los investigadores identificaron 8.453 tipos de neuronas, mucho más de lo que nadie esperaba. De estos descubrimientos, 4.581 han sido descubiertos recientemente, lo que creará nuevas direcciones de investigación, dice Seong. “Cada uno de estos tipos de células es una cuestión”, añade.

El equipo también quedó sorprendido por algunas de las formas en que las diferentes células se comunican entre sí. Por ejemplo, las neuronas que se pensaba que participaban en un solo circuito de cableado sensorial, como la vía visual, tendían a recibir señales de múltiples sentidos, incluidos el oído y el tacto.1. “Es sorprendente lo interconectado que está el cerebro”, dice Murthy.

Explora el mapa

Los datos de los mapas FlyWire han estado disponibles para que los investigadores los exploren durante los últimos años. Esto ha permitido a los científicos aprender más sobre el cerebro y sobre las moscas de la fruta, resultados que han quedado registrados en algunas investigaciones publicadas en naturaleza hoy.

en una hoja2Por ejemplo, los investigadores utilizaron una red neuronal para crear un modelo informático de todo el cerebro de la mosca de la fruta, incluidas todas las conexiones entre las neuronas. Lo probaron activando neuronas que saben que detectan sabores dulces o amargos. Luego, estas neuronas dispararon una serie de señales a través del cerebro de la mosca virtual, estimulando en última instancia las neuronas motoras asociadas con la probóscide de la mosca, el equivalente mamífero de la lengua. Cuando se activaba el circuito dulce, se enviaba una señal para extender la probóscide, como si el insecto se dispusiera a alimentarse; Cuando se activó el circuito amargo, esta señal fue inhibida. Para validar estos resultados, el equipo activó las mismas neuronas en moscas de la fruta reales. Los investigadores descubrieron que la simulación tenía una precisión de más del 90% a la hora de predecir qué neuronas responderían y, por tanto, cómo se comportaría la mosca.

Y en otro estudio3Los investigadores describen dos circuitos de cables que le indican a la mosca que deje de caminar. Uno de ellos contiene dos neuronas encargadas de detener las señales de “caminar” enviadas desde el cerebro cuando la mosca quiere detenerse y alimentarse. El otro circuito incluye neuronas en el cordón nervioso, que reciben y procesan señales del cerebro. Estas células crean resistencia en las articulaciones de las patas de la mosca, lo que permite que el insecto se detenga mientras se limpia.

Una limitación de la nueva red neuronal es que fue creada a partir de una única mosca hembra de la fruta. Aunque los cerebros de las moscas de la fruta son similares entre sí, no son idénticos. Hasta la fecha, la red neuronal más completa en el cerebro de la mosca de la fruta es… Mapa del hemisferio cerebral – Parte del cerebro de la mosca contiene unas 25.000 neuronas. en uno de naturaleza Los periódicos están disponibles hoy.4Jeffress, Davey Bock, neurobiólogo de la Universidad de Vermont en Burlington, y sus colegas compararon el cerebro del FlyWire con el de un hemisferio cerebral.

Algunas diferencias fueron sorprendentes. La mosca FlyWire tenía casi el doble de neuronas en una estructura cerebral llamada cuerpo en forma de hongo, que tiene un papel en el olfato, que la mosca utilizada en el proyecto de mapeo hemisférico. Bok cree que esta discrepancia puede deberse a que la mosca hemicefálica pudo haber muerto de hambre mientras crecía, lo que comprometió su desarrollo cerebral.

Los investigadores de FlyWire dicen que todavía queda mucho trabajo por hacer para comprender completamente el cerebro de la mosca de la fruta. Por ejemplo, la última red neuronal sólo muestra cómo las neuronas están conectadas a través de sinapsis químicas, a través de las cuales moléculas llamadas neurotransmisores envían información. No proporciona ninguna información sobre la conductividad eléctrica entre o alrededor de las neuronas. Cómo se comunican químicamente las neuronas fuera de las sinapsis. Murthy espera tener también una red neuronal para la mosca macho, lo que permitirá a los investigadores estudiar comportamientos específicos de los machos, como el canto. “Aún no hemos terminado, pero es un gran paso”, afirma Bock.

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La depresión puede estar relacionada con la red cerebral responsable de dirigir la atención, afirma un estudio

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Nuevas investigaciones destacadas cerebroSu papel en la depresión, particularmente a través del descubrimiento de una red de prominencia ampliada en personas con esta afección. Esta red cerebral está ubicada principalmente en la corteza frontal y el cuerpo estriado, y es responsable de procesar recompensas y centrar la atención en estímulos importantes. Los hallazgos abren perspectivas prometedoras para la detección temprana y tratamientos personalizados para la depresión. El estudio afirma que la red cerebral responsable de dirigir la atención era dos veces más grande en individuos que luego desarrollaron síntomas de depresión.

¿Qué es la Red Salience?

La red de prominencia ayuda al cerebro a determinar qué estímulos son más importantes y dignos de atención. Procesa recompensas y gestiona nuestro enfoque en factores externos e internos. Los investigadores han descubierto que esta red es mucho mayor en personas con depresión, lo que puede explicar los problemas cognitivos y de atención que a menudo se asocian con este trastorno.

La importancia de esta expansión

estudios Se ha demostrado que la red de prominencia en personas deprimidas puede ser dos veces mayor que la de personas sanas. Curiosamente, esta expansión no fluctúa con los cambios de humor, lo que sugiere que es un rasgo estable y no un evento basado en síntomas. Esto ha llevado a los investigadores a creer que una red de prominencia ampliada podría servir como predictor del riesgo de depresión, incluso antes de que se desarrolle la afección.

Implicaciones para la detección y el tratamiento tempranos

Este descubrimiento podría conducir a formas innovadoras de identificar a las personas con riesgo de depresión. Dado que la red de prominencia se puede detectar tempranamente, incluso en niños que aún no han mostrado síntomas de depresión, esto podría ser transformador en la atención preventiva. Además, las intervenciones dirigidas a esta red específica, como técnicas de neuromodulación o terapias personalizadas, podrían convertirse en una vía terapéutica en el futuro.

Un paso hacia la medicina de precisión en salud mental

La investigación aún se encuentra en sus primeras etapas, pero los expertos creen que comprender los mecanismos que impulsan la expansión de esta importante red podría allanar el camino para nuevas intervenciones farmacéuticas y terapéuticas. Al centrarse en cómo esta red contribuye a la depresión, los científicos esperan diseñar tratamientos más eficaces y mejorar los resultados de los pacientes.

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¿Cuál es el protocolo de conmoción cerebral de la NFL? Pasos a seguir antes de volver a jugar

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Desde la formación del Protocolo de conmoción cerebral del día del juego en 2011, Liga Nacional de Fútbol Americano Se han tomado varias medidas para tratar de reducir la cantidad de conmociones cerebrales que sufren los jugadores. La liga revisó las reglas para declarar ilegales los golpes en la cabeza, agregó cascos para situaciones específicas y recientemente permitió Los jugadores usan sombreros de guardián. – Funda blanda sobre el casco – durante los partidos.

Sin embargo, el número de conmociones cerebrales aumentó un poco La última temporada. Cuando se sospecha que un jugador está infectado con… Conmoción cerebralLa liga tiene un protocolo que se debe seguir antes de que un jugador pueda regresar al campo.

Esto es lo que necesita saber sobre el protocolo de conmociones cerebrales de la NFL:

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Tua Tagovailoa sufre una conmoción cerebral tras chocar contra Hamlin

¿Qué sucede cuando un jugador parece sufrir una lesión en la cabeza?

Si el personal médico del equipo considera que algún jugador está en riesgo de sufrir una conmoción cerebral, deben llevar al jugador a la banca y a la carpa médica para un examen neurológico enfocado. El examen incluye un examen de la columna cervical (incluido el rango de movimiento y el dolor), evaluación del habla, observación de la marcha y examen del movimiento de los ojos y la pupila. Si un jugador muestra signos de pérdida del conocimiento, incapacidad para moverse, confusión o pérdida de memoria, el personal médico del equipo no está autorizado a permitir que el jugador regrese al juego.

¿Qué síntomas busca el personal médico?

Los jugadores serán retirados del juego y evaluados si muestran algún síntoma de una conmoción cerebral, que incluyen mareos, náuseas y sensibilidad a la luz y el sonido, entre muchos otros.

Si un jugador observa o informa uno de los siguientes síntomas de “No ingresar”, será eliminado del juego y no se le permitirá regresar:

  • Pérdida de conciencia
  • Ataxia (alteración del equilibrio/estabilidad, coordinación motora o disartria)
  • confusión
  • amnesia

Los síntomas de “no ir” aún se han actualizado Delfines de Miami Mediocampista Tua Tagovailoa Fue sacado del campo en camilla tras sufrir una conmoción cerebral durante el partido Bengals de Cincinnati En 2022.

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La ciencia detrás de la lesión en la cabeza de Tua Tagovailoa y por qué se suponía que no debía regresar

¿Cómo realiza el personal médico la evaluación?

Si un jugador no es descalificado por mostrar un síntoma de “incapacidad para jugar”, será evaluado por un consultor en neurotrauma no afiliado.

En primer lugar, el cuerpo médico preguntará al jugador cómo se produjo la posible lesión. También continuarán buscando otros síntomas de conmoción cerebral. El equipo también hará “Preguntas sobre Maddox”, que incluyen pedirle al jugador que nombre la ubicación y el equipo contra el que jugará. Un especialista en neurotrauma independiente también realizará una revisión en vídeo de la posible lesión.

La evaluación de una conmoción cerebral también incluye un examen neurológico enfocado como se mencionó anteriormente.

¿Quién tiene la última palabra sobre el estatus de un jugador?

Si un jugador no presenta un síntoma de “incapacidad para jugar”, cada paso del protocolo de conmoción cerebral de la liga será determinado por el médico del equipo en consulta con un consultor de neurotrauma no afiliado en la banca.

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'Nos pagan por estar en el campo': los jugadores de la NFL se someten a pruebas de conmoción cerebral en la banca

¿Cómo puede el jugador volver a jugar después de entrar en el protocolo?

Una vez que un jugador queda fuera de juego según el protocolo de la NFL, debe completar un programa de regreso a la participación, que incluye cinco fases.

Etapa 1, actividad limitada por síntomas: Se aconseja al jugador descansar y limitar o evitar actividades que agraven o empeoren los síntomas. Bajo la supervisión del personal de entrenamiento atlético, se pueden introducir ejercicios limitados de estiramiento y equilibrio y luego pasar a ejercicios aeróbicos ligeros. Si lo tolera, el jugador puede asistir a reuniones y ver películas.

La segunda etapa, ejercicios aeróbicos: Bajo la supervisión del personal del equipo, los jugadores deben comenzar con ejercicios cardiovasculares progresivos, como en una bicicleta estática o en una cinta de correr. El jugador también puede realizar ejercicios de estiramiento y equilibrio.

La tercera etapa, entrenamiento específico de fútbol: El atleta continúa con ejercicio cardiovascular supervisado y puede simular actividades deportivas específicas y entrenamiento de fuerza supervisado.

Fase cuatro, capacitación sin contacto: El jugador podrá continuar con entrenamientos cardiovasculares, de fuerza y ​​equilibrio, ejercicios específicos en equipo y participar en actividades de fútbol sin contacto.

Etapa 5, actividad futbolística completa/liquidación: El jugador finalmente recibe autorización del médico del club para participar en actividades de fútbol de contacto completo. El jugador deberá ser examinado por el asesor neurológico independiente designado para su club. Si el asesor está de acuerdo con el médico del club en que la conmoción cerebral del jugador se ha resuelto, éste podrá participar en el próximo entrenamiento o partido de su equipo.

¿Cuánto tiempo permanecen los jugadores en el protocolo?

La condición y conmoción cerebral de cada jugador es diferente y no hay un plazo establecido para regresar al campo. El personal médico del equipo tiene en cuenta el historial actual de conmociones cerebrales del jugador y los riesgos futuros al gestionar la atención del jugador.

Hasta que el jugador sea autorizado por el asesor independiente, el jugador no podrá volver a entrenar ni jugar un partido.

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(Foto: Carmen Mandato/Getty Images)

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Relájense, adictos a las redes sociales: ha llegado el teléfono anti-pudrición cerebral de TCL

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A medida que los teléfonos inteligentes se integran más en nuestra vida diaria, hemos notado que las empresas de tecnología están comenzando a implementar funciones que priorizan el bienestar de los usuarios.

Por ejemplo, HMD, el fabricante de Nokia, comercializa su línea de teléfonos básicos (a veces llamados teléfonos tontos) como una Huir del uso excesivo de las redes socialesEmpresas como Honor han lanzado teléfonos con él. Tecnología de protección ocular Incorporado.

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Elon Musk dice que Neuralink ha implantado un chip cerebral en un segundo ser humano

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Elon Musk Neuralink dice que implantó un chip cerebral en un segundo paciente. informe de reuters.

La compañía de tecnología médica de Musk, que fue desarrollada para ayudar a personas con lesiones de la médula espinal, cuadriplejía o esclerosis lateral amiotrófica (ELA), ha presentado… Primer trasplante a un paciente humano En enero de 2024. Cabe señalar que El implante no estuvo exento de problemaspresentado por Neuralink en mayo.

El viernes, Musk se tomó un tiempo libre de… Escogiendo las batallas de un hombre adulto, Promoviendo a Donald Trump, Y Difundir información política engañosa Sobre el Fumigación Papelera fuego Esto es X (anteriormente Twitter) hablar sobre Un podcast de ocho horas (en serio) Con el investigador del MIT Lex Friedman sobre Neuralink, donde habló sobre una segunda prueba en humanos.

Reuters, que fue lo suficientemente valiente como para escucharlo todo mientras yo miraba Casa del DragónEl episodio final de la segunda temporada de la serie.Musk señaló detalles muy simples sobre el paciente reportado, quien según el director ejecutivo de la compañía sufrió una lesión en la médula espinal similar a la de Arbo.

Velocidad de la luz medible

Musk dijo, según la agencia de noticias: “No quiero maldecir, pero parece que todo salió muy bien con el segundo implante. Hay muchas señales, muchos electrodos. Funciona muy bien”.

Friedman ha realizado anteriormente entrevistas con fundadores de importantes empresas de tecnología, incluidas… Mark Zuckerberg, a quien entrevisté en el MetaversoNolan Arbaugh, el primer paciente de prueba de Neuralink, también fue entrevistado en el podcast, junto con el director de operaciones y director ejecutivo de la compañía, DJ Siu, el neurocirujano jefe Matthew McDougall y la jefa de software de interfaz cerebral Bliss Chapman.

Afortunadamente, Friedman ha publicado los temas y las marcas de tiempo en X, si quieres saltarte las charlas sobre ayahuasca.

Si quieres verlo completo, está ahí. Canal de YouTube de Friedman.



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¿Qué causa las migrañas? El estudio sobre el “apagón cerebral” proporciona pistas

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Imagen borrosa de una mujer sujetándose la cabeza mientras sufre migraña.

Aproximadamente un tercio de las personas que sufren migrañas experimentan un fenómeno conocido como aura antes del dolor de cabeza.Copyright: Tunatura/Getty

Para mil millones de personas en todo el mundo, los síntomas pueden ser agotadores: dolor de cabeza punzante, náuseas, visión borrosa y fatiga que puede durar días. ¿Pero cómo puede ser este dolor? cerebro Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo si la actividad física desencadena el tipo más peligroso de dolor de cabeza: la migraña.

estudiar1 En ratones, publicado en Ciencias El 4 de julio, un nuevo estudio proporciona pistas sobre los eventos neurológicos que causan las migrañas. El estudio indica que un breve apagón en el cerebro -cuando se detiene la actividad neuronal- cambia temporalmente el contenido del líquido cefalorraquídeo, el líquido transparente que rodea el cerebro y la médula espinal. Los investigadores sugieren que este fluido cambiante viaja a través de un espacio anatómico previamente desconocido hasta los nervios del cráneo, donde activa los receptores del dolor y la inflamación, provocando dolores de cabeza.

“Este trabajo representa un cambio en la forma en que pensamos sobre la génesis de los dolores de cabeza”, dice Gregory Dossor, neurocientífico de la Universidad de Texas en Dallas en Richardson. “Los dolores de cabeza pueden ser simplemente una señal de advertencia general de muchas cosas que suceden dentro del cerebro. eso no es normal”.

“La migraña es realmente protectora en ese sentido”, afirma Maiken Nedergaard, neurocientífica de la Universidad de Copenhague y coautora del estudio. “El dolor es protector porque le indica a la persona que descanse, se recupere y duerma”.

Un cerebro sin dolor

El cerebro en sí no tiene receptores del dolor; La sensación de dolor de cabeza proviene de áreas fuera del cerebro ubicadas en el sistema nervioso periférico. Pero no se comprende bien cómo el cerebro, que no está directamente conectado al sistema nervioso periférico, estimula los nervios que causan los dolores de cabeza, lo que hace que los dolores de cabeza sean difíciles de tratar.

Los científicos que trabajan en un modelo de ratón de cierto tipo de dolor de cabeza, llamado migraña auricular, están comenzando a explorar esto. Un tercio de las personas con migrañas experimentan una fase previa al dolor de cabeza conocida como aura, que incluye síntomas como náuseas, vómitos, sensibilidad a la luz y entumecimiento. Puede durar de cinco minutos a una hora. Durante un aura, el cerebro experimenta un apagón llamado depresión cortical propagada (CSD), cuando la actividad neuronal se detiene por un corto período.

Los estudios sobre las migrañas indican que los dolores de cabeza ocurren cuando las moléculas del líquido cefalorraquídeo se escapan del cerebro y activan los nervios en las meninges, las capas que protegen el cerebro y la médula espinal.

El equipo de Nedergaard quería explorar si fugas similares de LCR activan el nervio trigémino, que recorre la cara y el cráneo. Las ramas del nervio se unen al ganglio trigémino en la base del cráneo. Es un centro para transmitir información sensorial entre la cara y la mandíbula al cerebro y contiene receptores para el dolor y proteínas inflamatorias.

haz de nervios

Los investigadores criaron ratones que habían estado expuestos a bebidas carbonatadas y analizaron el movimiento y el contenido de su líquido cefalorraquídeo. Durante la CSD, descubrieron que las concentraciones de algunas proteínas en el líquido caían a menos de la mitad de sus niveles habituales. Los niveles de otras proteínas se duplicaron con creces, incluida la proteína transmisora ​​del dolor CGRP, un objetivo de los medicamentos para la migraña.

Los investigadores también descubrieron una brecha previamente desconocida en las capas protectoras que rodean el ganglio trigémino, lo que permite que el líquido cefalorraquídeo fluya hacia estas células nerviosas. Entonces probaron si los fluidos espinales con diferentes concentraciones de proteínas activaban los nervios trigéminos en ratones de control.

Los resultados de un estudio mostraron que el líquido recogido poco después de tomar una bebida carbonatada aumentaba la actividad de las células nerviosas del trigémino, lo que sugiere que los dolores de cabeza pueden surgir de las señales de dolor enviadas por estas células activas. Pero el líquido recogido dos horas y media después de tomar la CSD no tuvo el mismo efecto.

“Todo lo que se secreta en el líquido cefalorraquídeo se descompone, por lo que es un fenómeno a corto plazo”, afirma Nedergaard.

“Esto realmente muestra esta fascinante interacción potencial entre cómo cualquier cambio en el cerebro afecta el entorno”, dice Philip Holland, neurocientífico del King's College de Londres. “Podría haber una interacción recíproca entre estos dos componentes del sistema nervioso, y es necesaria. ser más consciente de eso.”

Dossor sugiere que los estudios futuros deberían explorar por qué las proteínas del líquido cefalorraquídeo que llegan al ganglio trigémino causan dolores de cabeza y no cualquier otro tipo de dolor. “Esto planteará muchas preguntas interesantes en el campo y probablemente será la fuente de muchos nuevos proyectos de investigación”.

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Mapa cerebral ultradetallado que muestra las neuronas que codifican el significado de las palabras

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Ilustración de neuronas piramidales de la corteza cerebral mostradas en azul y amarillo.

Un grupo de neuronas (imagen del artista) codifica el significado de la palabra “pato” y un grupo superpuesto codifica el significado de la palabra “huevo”.Copyright: Juan Gartner/Biblioteca de Imágenes Científicas

por Escuchar a escondidas los cerebros de personas vivasLos científicos han conseguido crear el mapa de mayor resolución hasta la fecha de neuronas que codifican el significado de diferentes palabras1Los resultados sugieren que, en todos los individuos, el cerebro utiliza las mismas categorías estándar para clasificar las palabras, ayudándonos a convertir el sonido en significado.

El estudio se basa únicamente en palabras en inglés. Pero es un paso en el camino hacia la comprensión de cómo el cerebro almacena palabras en su biblioteca de idiomas, dice el neurocirujano Zev Williams del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge. Al mapear palabras, podemos inferir que el cerebro almacena palabras en una biblioteca de idiomas. Grupos superpuestos de células cerebrales que responden a diferentes palabras.“Podemos intentar empezar a construir un diccionario de significados”, afirma.

El trabajo fue publicado hoy en naturaleza.

Significado del mapeo

El área del cerebro se llama corteza auditiva El oído procesa el sonido de una palabra a medida que ingresa. Pero el cerebro es responsable de esto. Corteza frontalque es el área donde ocurre la actividad cerebral de orden superior, que sirve para comprender el “significado semántico” de una palabra: su esencia o esencia.

Búsqueda anterior2 Estudió este proceso a través del análisis. Imágenes del flujo sanguíneo en el cerebro, que es un indicador de la actividad cerebral.Este método permitió a los investigadores mapear el significado de las palabras en pequeñas áreas del cerebro.

Pero Williams y sus colegas encontraron una oportunidad única de observar cómo las neuronas individuales codifican el lenguaje en tiempo real. Su grupo reclutó a 10 personas a punto de someterse a una cirugía para tratar la epilepsia, y a cada uno se le implantaron electrodos en el cerebro para determinar el origen de sus convulsiones. Los electrodos permitieron a los investigadores registrar la actividad de unas 300 neuronas en la corteza prefrontal de cada persona.

Mientras los participantes escuchaban varias frases cortas que contenían en total unas 450 palabras, los científicos registraron qué neuronas se iluminaban y cuándo. Williams dice que alrededor de dos o tres neuronas distintas se activaban con cada palabra, aunque señala que el equipo registró la actividad de sólo una pequeña fracción de los miles de millones de neuronas en la corteza prefrontal. Luego, los investigadores observaron la similitud entre palabras que activaban la misma actividad neuronal.

Una célula nerviosa para todo

Las palabras a las que respondió el mismo grupo de neuronas se clasificaron en categorías similares, como verbos o palabras asociadas con personas. El equipo también descubrió que las palabras que el cerebro podría asociar entre sí, como “pato” y “huevo”, activaban algunas de las mismas neuronas. Palabras con significados similares, como “ratón” y “rata”, provocaron patrones de actividad neuronal que eran más similares que los patrones provocados por “ratón” y “zanahoria”. Otros grupos de neuronas respondieron a palabras asociadas con conceptos más abstractos: palabras relacionales como “arriba” y “detrás”, por ejemplo.

Williams dice que las categorías que el cerebro asigna a las palabras fueron similares entre los participantes, lo que sugiere que los cerebros humanos combinan todos los significados de la misma manera.

Las neuronas de la corteza prefrontal no reconocían las palabras por sus sonidos, sino sólo por sus significados. Cuando alguien escuchaba la palabra “hijo” en una oración, por ejemplo, se encendían palabras asociadas con miembros de la familia. Pero estas neuronas no respondieron a la palabra “sol” en la oración, a pesar de que estas palabras tienen el mismo sonido.

lectura de la mente

Hasta cierto punto, los investigadores han podido determinar lo que oyen las personas mediante el seguimiento de la actividad de sus neuronas. Aunque no pudieron parafrasear oraciones exactas, pudieron decir, por ejemplo, que la oración contenía un animal, un verbo y comida, en ese orden.

“Obtener este nivel de detalle y observar lo que sucede a nivel de una neurona individual es bastante fascinante”, dice Vikash Gilga, ingeniero de la Universidad de California en San Diego y director científico de la empresa de interfaz cerebro-computadora Paradromics. Quedó impresionado por la capacidad de los investigadores para identificar no sólo qué neuronas corresponden a las palabras y sus categorías, sino también el orden en que fueron dichas.

La grabación de neuronas es mucho más rápida que utilizar imágenes; Dice que comprender el lenguaje a su velocidad natural será importante para el futuro desarrollo empresarial. Dispositivos de interfaz cerebro-computadora que restauran la capacidad de hablar con personas que han perdido esa capacidad.

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Este gel inyectable puede ayudar a diagnosticar una lesión cerebral y luego desaparece

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Primer plano de una sección transversal del cerebro de un ratón.

Los investigadores utilizaron sensores solubles para monitorear los cerebros de ratones.Crédito: Brill Media Design/Alamy

Los investigadores han desarrollado sensores inalámbricos biodegradables que pueden monitorear los cambios en el cerebro después de una lesión en la cabeza o un tratamiento contra el cáncer, sin necesidad de cirugía. En ratas y cerdos, los sensores blandos funcionaron de manera similar a los sensores de alambre tradicionales hasta un mes después de la inyección subcraneal.

Los sensores basados ​​en gel miden marcadores de salud clave, como la temperatura, el pH y la presión. “Es muy probable que esta tecnología sea útil para las personas en entornos médicos”, afirma el coautor del estudio Yuying Yang, ingeniero biomédico de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong (HUST) en Wuhan, China. Los resultados fueron publicados hoy en naturaleza1.

“Es un estudio muy completo”, afirma Christopher Reich, que está desarrollando dispositivos microimplantables en la Universidad de Utah en Salt Lake City.

escaneo cerebral

Durante muchos años, los científicos han estado desarrollando Sensores cerebrales Que se puede implantar dentro del cráneo. Pero muchos de estos dispositivos dependen de cables para transmitir datos a los médicos. Los cables son difíciles de insertar y quitar y crean aberturas en la piel por las que entran virus y bacterias al cuerpo. Los sensores inalámbricos ofrecen una solución a este problema, pero se ven frustrados por su alcance de comunicación limitado y su tamaño relativamente grande. Desarrollar sensores que puedan acceder al cerebro y monitorearlo es “muy difícil”, dice Omid Kavehi, ingeniero biomédico especializado en neurotecnología de la Universidad de Sydney en Australia.

Para superar estos desafíos, Yang y sus colegas crearon un conjunto de sensores en forma de cubo de 2 milímetros. hidrogelEs un material suave y flexible que se utiliza a menudo en la regeneración de tejidos y la administración de fármacos. Los sensores de gel cambian de forma bajo diferentes temperaturas, presiones y condiciones de pH, y responden a las vibraciones causadas por cambios en el flujo sanguíneo en el cerebro. Cuando los sensores se implantan debajo del cráneo y se examinan con una sonda de ultrasonido (una herramienta que ya se utiliza para obtener imágenes del cerebro humano en las clínicas), estos cambios se pueden detectar en forma de ondas de ultrasonido que atraviesan el cráneo. Los pequeños cubos de gel se disuelven completamente en la solución salina después de unos cuatro meses y comienzan a descomponerse en el cerebro después de cinco semanas.

Caliente y fría

Los investigadores confirmaron que el gel no era dañino ni tóxico en los cultivos celulares. Luego utilizaron una aguja punzante para inyectarla a 5 milímetros de profundidad debajo del cráneo de los ratones y colocaron sensores de ultrasonido en sus cabezas. A modo de comparación, también implantaron sensores cableados que se utilizan actualmente en las clínicas para rastrear los cambios dentro del cerebro.

Para probar los geles, los investigadores primero exprimieron el estómago de los ratones, lo que aumentó el flujo de líquido cefalorraquídeo y sangre al cerebro y provocó que aumentara la presión dentro de sus cráneos. El sensor de detección de presión detectó el cambio con un poco más de precisión que un dispositivo convencional. También registró un aumento de presión en el cráneo de un ratón con una lesión cerebral. Cuando el equipo colocó una manta térmica o una bolsa de hielo cerca de las cabezas de los ratones, el sensor de temperatura registró los cambios tal como lo hacía una sonda de temperatura con cable.

El rendimiento del gel se mantuvo estable hasta un mes después de su inyección en el cerebro, y luego comenzó a descomponerse. Los ratones no mostraron signos de efectos nocivos cuando los sensores comenzaron a disolverse. La capacidad de rastrear la presión, la temperatura y el pH podría ser útil para diagnosticar lesiones cerebrales y monitorearlas a lo largo del tiempo, dice el coautor del estudio Hanquan Tang, también ingeniero biomédico en HUST. Añade que el gel también se puede implantar después de extirpar los tumores para controlar la recurrencia del cáncer.

respiración

Los investigadores también implantaron los sensores en un cerdo y descubrieron que eran lo suficientemente sensibles como para detectar cambios mínimos de presión causados ​​por la respiración del animal, una característica que la sonda de alambre no pudo detectar.

Aunque los resultados son impresionantes, se necesita más trabajo para evaluar si los sensores son lo suficientemente seguros para ser utilizados en humanos, afirma Julia Körner, que está desarrollando sensores biomédicos basados ​​en hidrogel en la Universidad Leibniz de Hannover, en Alemania. La gran pregunta, dice, es si los subproductos que se forman cuando los sensores funcionan mal son dañinos o si pueden acumularse en otras partes del cuerpo.

Tang dice que seguirán investigando la integridad de su sistema. También planean ajustarlo para que funcione de manera estable durante períodos más largos y explorar cómo fabricar los dispositivos a gran escala.

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La IA decodifica idiomas en el primer dispositivo de lectura cerebral 'bilingüe'

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Resonancia magnética de la actividad cerebral en la producción del habla.

Las imágenes médicas muestran la actividad cerebral durante la producción del habla (coloreadas artificialmente).Crédito: Zephyr/SPL

Un implante cerebral impulsado por IA ha ayudado, por primera vez, a una persona bilingüe con parálisis a hablar ambos idiomas. El sistema de IA decodifica los patrones neuronales del hombre e interpreta el lenguaje que utiliza -Inglés o español nativo, en parte según qué combinación de palabras tenga más sentido. “Los idiomas que habla alguien están en realidad estrechamente relacionados con su identidad”, dice el neurocirujano y coautor del estudio Edward Chang. “Nuestro objetivo a largo plazo no era sólo reemplazar las palabras, sino restablecer la comunicación entre las personas”.

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Los investigadores se apresuran a Cree sus propias versiones de la revolucionaria AI AlphaFold3 de predicción de estructuras de proteínas de DeepMind, que fue lanzado sin su código, para frustración de muchos científicos. “Sería malo si termináramos bloqueando capacidades que son tan fundamentales para nuestra capacidad de descubrir medicamentos”, dice el biólogo computacional Mohammed Al-Quraishi, cuyo equipo espera completar OpenFold3 este año. El equipo del biofísico computacional David Becker está modificando una versión del algoritmo de plegado abierto RoseTTAFold, y el ingeniero de software independiente Phil Wang ha iniciado una réplica subcontratada de AlphaFold3. En respuesta a la reacción, DeepMind prometió publicar el código antes de fin de año.

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Chatbot hecho en China ChatGLM funciona tan bien como ChatGPT en muchas métricas e incluso lo supera en chino, dicen los creadores. Los modelos adaptados a diferentes idiomas evitan “simplificar demasiado o descuidar las características específicas de algunos idiomas y culturas”, afirma Adina Yakivo, especialista en aprendizaje automático. Aunque ChatGPT y muchos de sus competidores pueden responder en una variedad de idiomas, la mayoría son creados por empresas estadounidenses y utilizan principalmente el inglés. Por el contrario, ChatGLM está diseñado para funcionar tanto en chino como en inglés.

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Infografía de la semana

Dibujar con círculos de diferentes tamaños que indican regiones del patrón de actividad en el sistema de IA mientras se calculan conceptos relacionados con la inmunología.

Templeton et al., PBC antrópica

Investigadores de la empresa de inteligencia artificial Anthropic han descubierto cómo Más de 10 millones de conceptos están representados como patrones de activación de “neuronas”. Dentro del gran modelo del lenguaje de Claude Sonnet. Este mapa (Ver una versión de mayor resolución) es un ejemplo. Explica cómo el chatbot vincula inmunología, inmunosupresión, vacunas, enfermedades específicas e incluso conceptos como inmunidad legal. Esto sugiere que la organización interna del modelo de IA es más o menos consistente con nuestro concepto humano de similitud. (New York Times | lectura de 5 minutos)

referencia: edición antrópica (No revisado por pares) & Análisis adjunto

Características y opinión

Los neurocientíficos MacKenzie y Alexandre Mattes se conocieron y casaron cuando eran estudiantes de posgrado, y con sus colegas, Creamos un popular rastreador de movimiento. Corte Profundo. La herramienta utiliza un algoritmo de aprendizaje automático para rastrear partes del cuerpo de animales de laboratorio en videos, sin el uso de marcadores intrusivos. Se ha utilizado para estudiar el comportamiento de todo, desde moscas de la fruta hasta caballos, pero los animales que se camuflan crean desafíos únicos. “Hubo un estudiante que tuiteó algunos vídeos de un pulpo en el Mar Rojo; como ser humano, ni siquiera puedes ver el pulpo hasta que se mueve”, dice Mackenzie Mathis. “Fue increíble verlo”.

Naturaleza | 8 minutos de lectura

La ilusión de empatía en los sistemas de inteligencia artificial es como una ilusión óptica: persiste incluso cuando racionalmente sabemos más, dice un grupo de psicólogos, filósofos e informáticos. Las interacciones frecuentes con modelos de IA aparentemente empáticos podrían amenazar uno de nuestros valores fundamentales Los investigadores escriben sobre el contacto con la realidad. “Vale la pena señalar que los seres que tienen la capacidad de cuidar también deben tener la capacidad de retirar su cuidado”.

Inteligencia de la máquina de la naturaleza | 6 minutos de lectura

“Nuestras condiciones de trabajo equivalen a la esclavitud moderna”, escribieron casi 100 moderadores de contenido y clasificadores de datos en Kenia contratados por gigantes tecnológicos estadounidenses como Meta y OpenAI. Su trabajo a menudo implica horas de detección de contenido malicioso, generalmente por menos de 2 dólares la hora. El apoyo a la salud mental es inadecuado y las empresas recurren a prácticas antisindicalesDicen los trabajadores. Piden al presidente estadounidense, Joe Biden, que garantice que las empresas estadounidenses puedan rendir cuentas por sus operaciones ilegales en el extranjero, en particular por violaciones de los derechos humanos y laborales.

Cableado | 4 minutos de lectura

Carta abierta

Cita del día

La neurocientífica Molly Crockett dice que las soluciones de inteligencia artificial podrían hacer que la ciencia sea menos innovadora y más propensa a errores. (mundo de la quimica 8 minutos de lectura)

hoy voy a conseguir Agresión suave Mire una versión delgada del robot Dog Spot de Boston Dynamic Que tengas un pequeño baile genial..

Tus comentarios (escritos o en forma de danza interpretativa) siempre son bienvenidos. [email protected]Gracias por leer,

Katrina Kramer es editora asociada de Nature Briving

Con contribuciones de Sarah Tomlin

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Naturaleza del resumen: investigación traslacional Cubre biotecnología, descubrimiento de fármacos y productos farmacéuticos.

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Mark Kreski de KTLA se está recuperando de un derrame cerebral leve

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Mark Kreski, presentador meteorológico de KTLA 5 desde hace mucho tiempo, se está recuperando después de sufrir un derrame cerebral leve a principios de esta semana.

Está recibiendo la mejor atención médica y espera regresar pronto al equipo.

Mark llegó con nosotros más temprano el miércoles y nos complace informar que está de buen humor. También quería agradecer a todos los que se acercaron a él por sus buenos deseos y apoyo.

Todos nosotros en KTLA estamos pensando en Mark y su familia en este momento y esperamos verlo pronto.

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