Los bebés no paran de moverse desde que nacen. Incluso cuando están en el vientre materno se hacen notar con el ajetreo de sus brazos y sus sutiles patadas que, aparentemente, no tienen un objetivo concreto. Se les suelen llamar ‘movimientos espontáneos’ y durante mucho tiempo la ciencia ha sabido que desempeñan un papel importante en el desarrollo sensoriomotor de las personas. Sin embargo, hasta ahora, ninguna investigación había mostrado cuál era su función.

Comprender estos movimientos aleatorios y su implicación en el desarrollo humano temprano podría ayudar a identificar indicadores precoces de ciertos trastornos del desarrollo, como la parálisis cerebral.

Un nuevo estudio de la Universidad de Tokio ha demostrado que esta actividad probablemente sirve para que el bebé, motivado por su curiosidad, descubra las sensaciones que le producen y, así, aprenda a moverse correctamente.

“Hemos observado que los bebés aprenden a mover su cuerpo a partir de sus propios movimientos, aunque aparentemente no tengan un propósito. Parece que el neonato busca una combinación entre las señales motoras que envía su cerebro y las respuestas sensoriales que le generan dichos movimientos”, indica a SINC Hoshinori Kanazawa, autor principal del estudio.

Una finalidad clara 
De esta forma, los resultados demuestran que estos movimientos tienen una finalidad clara y que son claves en el desarrollo del sistema sensoriomotor de las personas, es decir, nuestra capacidad para regular los músculos, el movimiento y la coordinación.

«Siempre hemos pensado que el desarrollo del sistema sensoriomotor dependía de interacciones reiteradas, lo que significa que cuanto más repites la misma acción, más probabilidades tienes de aprenderla y recordarla. Sin embargo, nuestros hallazgos muestran que los bebés desarrollan su propio sistema sensoriomotor motivados por su curiosidad”, explica el científico.

Para obtener estas conclusiones los investigadores observaron los movimientos de neonatos y bebés con menos de tres meses y los combinaron con un modelo informático musculoesquelético, con el objetivo de analizar la comunicación entre los músculos y la sensibilidad del cuerpo. El estudio se publica en la revista PNAS.

Aunque este estudio todavía es preliminar, los resultados sugieren que muchos comportamientos de bebés y niños tienen una finalidad en su desarrollo, aunque a simple vista no lo percibamos. Podría ayudar a cambiar la visión que tenemos del comportamiento de los bebés”, destaca Kanazawa.

Resultados valiosos en la investigación clínica 
Según apunta el científico, “algunos estudios anteriores han investigado las propiedades cinemáticas del movimiento de los bebés –es decir, las acciones musculares que permiten la movilidad de las articulaciones y otras partes del cuerpo- y han demostrado que determinados movimientos pueden ser biomarcadores predictivos de trastornos del desarrollo, en particular, de la parálisis cerebral”.

Determinados movimientos pueden ser biomarcadores predictivos de trastornos del desarrollo, en particular, de la parálisis cerebral

Sin embargo, esta investigación analiza la actividad muscular y las sensaciones que esta produce en el cuerpo. Por eso, el autor sugiere que “estos resultados podrían ser potencialmente valiosos en la investigación clínica con el objetivo de utilizarlos como biomarcadores de pronóstico”, es decir, para ayudar a predecir el progreso de una enfermedad.

Este análisis se ha hecho con 12 recién nacidos y 10 bebés con menos de tres meses, por lo que ahora los investigadores tendrán que seguir explorando los resultados en una muestra más amplia y durante un tiempo más prolongado “para comprobar si los movimientos influyen en el desarrollo posterior y en la edad adulta”, concluyen.

https://www.agenciasinc.es/Noticias/Los-movimientos-espontaneos-de-los-bebes-tienen-implicaciones-en-su-desarrollo

Referencia

Kanazawa, H. et al. “Open-ended movements structure sensorimotor information in early human development”. PNAS (2022).

Investigadores de la Universidad de Northwestern (Illinois, Estados Unidos) han desarrollado una terapia inyectable que utiliza moléculas sintéticas ‘danzantes’ para revertir la parálisis y reparar el tejido tras graves lesiones medulares en ratones. Los resultados del estudio experimental se presentan en  de la revista Science.

Samuel I. Stupp, líder del trabajo que publicado en  Science , explica que las moléculas empleadas “son péptidos sintéticos que incluyen una señal biológica que puede activar la reparación y regeneración de los tejidos dañados”. El equipo administró una única inyección en los tejidos que rodean la médula espinal de roedores paralizados y, cuatro semanas después, los animales pudieron volver a caminar.

Las moléculas utilizadas son péptidos sintéticos que incluyen una señal biológica para activar la reparación y regeneración de los tejidos dañados en la médula espinal.

La terapia desarrollada por Stupp y su equipo “consiste en [inyectar] filamentos a nanoescala que contienen cientos de miles de péptidos sintéticos unidos entre sí. Esta arquitectura imita la matriz natural que rodea a las células de la médula espinal y de otros tejidos”.

El investigador agrega: “Los filamentos se disuelven primero en agua cuando se inyectan, pero en cuanto entran en contacto con los tejidos vivos de la médula, el líquido se gelifica formando una matriz que se asemeja a la matriz natural que rodea a todas las células”.

El descubrimiento clave fue que “cuando se mueven las moléculas que forman los filamentos portadores de las señales de regeneración y reparación, estas son mucho más efectivas. Esto no se sabía antes, de ahí el avance que supone nuestra terapia”, subraya Stupp.

Movimiento constante de las moléculas

Este experto en medicina regenerativa explica que “los receptores de las neuronas y otras células se mueven constantemente. Por ello, la innovación ha consistido en controlar el movimiento colectivo de más de 100.000 moléculas dentro de las nanofibras. Haciendo que se muevan, ‘bailen’ o incluso salten temporalmente fuera de estas estructuras, conocidas como polímeros supramoleculares, para conectarse más eficazmente con los receptores”

La innovación clave ha consistido en controlar el movimiento colectivo de cientos de miles de moléculas dentro de las nanofibras. Haciendo que se muevan, ‘bailen’ o incluso salten para conectarse más eficazmente con los receptores.

Los daños medulares ocasionados por accidentes de tráfico, explosiones, disparos o lesiones deportivas suelen ser irreversibles. Sin embargo, dice Stupp, “nuestra terapia envía señales a las neuronas de la médula espinal dañadas o seccionadas que les ordenan regenerarse, construir nuevos vasos sanguíneos y formar mielina, una sustancia que rodea a las neuronas para enviar señales eléctricas entre el cerebro y el resto del cuerpo en ambas direcciones y que nos permiten sentir y movernos”.

Además, destaca que este tratamiento “también reduce la formación de cicatrices que impiden la regeneración de las neuronas dañadas, al volver a hacer crecer los axones cortados —los cables eléctricos que transmiten las señales— y ayuda a salvar las neuronas motoras, que son las que nos permiten movernos”.

Una vez que la terapia cumple su función, los materiales inyectados se biodegradan en nutrientes para las células en un plazo de 12 semanas y luego desaparecen completamente del organismo sin efectos secundarios apreciables.

El tratamiento experimental envía señales a las neuronas de la médula espinal dañadas o seccionadas que les ordenan regenerarse, construir nuevos vasos sanguíneos y formar mielina

«El objetivo de nuestra investigación es encontrar una solución que evite que las personas queden paralizadas tras un traumatismo o una enfermedad”, apunta Stupp. “Este sigue siendo un gran reto porque el sistema nervioso central, que incluye el cerebro y la médula espinal, no tiene una capacidad para repararse a sí mismo después de una lesión o tras la aparición de una enfermedad degenerativa”.

Solicitud a la FDA para ensayos en humanos

El líder del trabajo comenta a SINC que en 2022 tienen previsto dirigirse a la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) para que les indique los requisitos necesarios que permitan “iniciar los ensayos en pacientes humanos”.

En el estudio figura como primera firmante la investigadora española Zaida Álvarez Pinto, que ha regresado al Instituto de Bioingeniería de Cataluña, tras siete años en la Universidad de Northwestern.

Según Stupp, el concepto desarrollado en su estudio podría servir también para futuras terapias de otras enfermedades. “Los tejidos del sistema nervioso central que hemos regenerado con éxito en la médula espinal lesionada [de ratones] son similares a los del cerebro afectado por accidentes cerebrovasculares y enfermedades neurodegenerativas, como el párkinson y el alzhéimer”, concluye.

enero 22/2022 (SINC)

Referencia:

Stupp S.I.  et al. “Bioactive Scaffolds with Enhanced Supramolecular Motion Promote Recovery from Spinal Cord Injury”. Science, noviembre 2021.

Un gesto tan simple como levantar un brazo requiere el esfuerzo coordinado de millones de neuronas diferentes en varias regiones del cerebro, seguido de señales enviadas a gran velocidad desde el cerebro a la médula espinal y luego a los músculos, que se contraen para mover la extremidad. A nivel celular, ese movimiento es un proceso muy complicado y los científicos aún no han llegado a comprender del todo cómo se produce.

Ahora, por primera vez, se han mapeado con todo detalle las neuronas y otras células que intervienen en una región del cerebro que controla el movimiento en humanos, ratones y titíes: la corteza motora primaria.

Los autores destacan que este atlas de la corteza motora primaria allanará el camino para cartografiar todo el cerebro de los mamíferos y comprender mejor las enfermedades cerebrales

La titánica labor se ha llevado a cabo gracias a la colaboración de un gran consorcio de neurocientíficos, reunidos en torno al proyecto Cell Census Network (BICCN) de la iniciativa BRAIN, de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos Los resultados se publican en Nature, en un artículo principal y otros 16 complementarios.

Los autores destacan que este nuevo atlas allanará el camino para cartografiar todo el cerebro de los mamíferos y comprender mejor las enfermedades cerebrales, incluidas las que atacan a las neuronas que controlan el movimiento, como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

Según comenta Hongkui Zeng, director del Allen Institute for Brain Science  e investigador principal de varios estudios de BRAIN, “en el cerebro humano hay más de 160 000 millones de células, por lo que tiene 20 veces más células que personas hay en el mundo».

El investigador señala: “Para llegar a entender cómo funciona un sistema tan complejo como el cerebro, primero hay que elaborar una lista de piezas que lo componen, luego entender lo que hace cada parte y, por último, unir las piezas. Y eso es lo que estamos haciendo con el cerebro”. 

El atlas más completo y detallado

“En esta gran colaboración —agrega— han participado decenas de equipos de investigación de todo Estados Unidos que han trabajado conjuntamente para completar este atlas, célula por célula, de la corteza motora primaria, la parte del cerebro de los mamíferos que controla el movimiento”. 

El resultado, según este experto, ha sido la creación de un mapa exhaustivo de los tipos de células de la corteza motora de humanos, ratones y titíes: “Hemos combinado una serie de técnicas diferentes para definir los tipos de células, y la colección de datos de acceso abierto resultante es el atlas más completo y detallado de cualquier parte del cerebro de los mamíferos jamás publicado”. 

Hemos combinado una serie de técnicas diferentes para definir los tipos de células, y la colección de datos de acceso abierto resultante es el atlas más completo y detallado de cualquier parte del cerebro de los mamíferos jamás publicado.

Los investigadores han clasificado los millones de neuronas y otras clases de células cerebrales de la corteza motora en muchas categorías. El número real de tipos de células cerebrales distintas en esta región depende de cómo se midan, pero oscila entre varias docenas y más de 100.

Los creadores del atlas utilizaron varios métodos para medir propiedades celulares y definir un tipo celular mediante la correlación e integración de estas propiedades, incluyendo el conjunto completo de genes que una célula puede activar.

Los datos de expresión génica y epigenética de una sola de ellas fueron especialmente importantes, ya que se utilizaron para integrar toda la demás información celular, creando un marco común para clasificar los tipos de células y compararlos dentro de cada especie y entre ellas.

La capa más externa del cerebro de los mamíferos

El consorcio científico eligió la corteza motora primaria en parte porque es similar en todas las especies de mamíferos. Aunque los cerebros de humanos, monos y ratones tengan muchas diferencias, la forma en que controlamos el movimiento es muy similar.

La elección también se debió a que esta región es representativa del neocórtex, la capa más externa del cerebro de los mamíferos, que no sólo integra la información sensorial y motora, sino que también da lugar a nuestras complejas funciones cognitivas.

Hongkui Zeng apunta un descubrimiento: “Las células de esta región se organizan en subclases amplias y distintas, y los niveles superiores de la jerarquía se componen de unas 25 subclases. Los subtipos pueden estar determinados por su perfil genético y otras características, o por su ubicación en el cerebro”.

También señala que “la organización jerárquica de las células de la corteza motora se mantiene en las tres especies; y además, la conservación de los tipos de células indica que tienen funciones importantes en los circuitos corticales y en la función de los mamíferos en su conjunto”.

La organización jerárquica de las células de la corteza motora se mantiene en humanos, ratones y titíes. La conservación de los tipos de células indica que tienen funciones importantes en los circuitos corticales y en la función de los mamíferos en su conjunto

“Esta información entre especies podría servir para tomar decisiones sobre la selección de los mejores modelos animales y de objetivos terapéuticos a la hora de investigar las enfermedades humanas”, subraya el investigador.

Actualmente el consorcio amplía sus campos de colaboración para crear un censo de células de todo el cerebro del ratón, así como para aumentar el conocimiento del cerebro humano y de otros primates.

“Los trabajos del BICCN representan un verdadero tesoro para futuros descubrimientos, sobre todo las exploraciones que ayuden a comprender mejor cómo la corteza motora controla y modula muchas formas de movimiento», valora Silvia Arber, investigadora de la Universidad de Basilea (Suiza) en articulo de análisis de los trabajos publicado también en Nature.

octubre 08/2021 (SINC)

Referencia:

Zeng H. et al. “A multimodal cell census and atlas of the mammalian primary motor cortex”. Nature.

Más de 300 años después de que el holandés Antonie van Leeuwenhoek, utilizara uno de los primeros microscopios y describiera los movimientos de los espermatozoides humanos como si tuviera unan “cola que, al nadar, se mueve como una serpiente o como las anguilas en el agua”, un equipo científico ha revelado que en realidad se trata de una ilusión óptica.

Utilizando la microscopía 3D y las matemáticas más avanzadas, Hermes Gadelha de la Universidad de Bristol (Reino Unido), junto a Gabriel Corkidi y Alberto Darszon de la Universidad Nacional Autónoma de México, han sido pioneros en la reconstrucción del verdadero movimiento de la cola de los espermatozoides, que recuerda al del sacacorchos.

Los investigadores han usado una cámara de alta velocidad capaz de grabar más de 55 000 fotogramas en un segundo, y una platina de microscopio con un sensor piezoeléctrico para mover la muestra hacia arriba y hacia abajo a una velocidad increíblemente alta. De esta manera, fueron capaces de escanear en 3D a los espermatozoides nadando libremente.

El estudio, publicado en la revista Science Advances, revela que su cola está de hecho torcida y solo se mueve de un lado. Mientras que esto debería significar que el movimiento unilateral lo haría nadar en círculos, los espermatozoides han encontrado una forma inteligente de adaptarse y nadar hacia adelante.

Al observarse con los microscopios de dos dimensiones, el rápido y sincronizado movimiento la ilusión óptica de que la cola culebrea de lado a lado de forma simétrica. Pero resulta que su aleteo es asimétrico: sucede de un solo lado. Es como remar una canoa con un solo remo y eso produce un movimiento circular, señalan los autores.

Crear simetría a partir de la asimetría

Para compensar ese desequilibrio, los espermatozoides han desarrollado una técnica con la que desplazarse y lo hacen en forma de tirabuzón. Según dice Gadelha, “han resuelto así un rompecabezas matemático a escala microscópica, creando simetría a partir de la asimetría”.

Sin embargo, comenta el coautor, su giro es complejo. “La cabeza del espermatozoide gira al mismo tiempo que lo hace la cola en la dirección de la natación. Esto se conoce en la física como precesión, muy parecido a cuando las órbitas de la Tierra y Marte giran alrededor del Sol”.

Los espermatozoides han desarrollado una técnica con la que desplazarse y lo hacen en forma de tirabuzón

Los sistemas de análisis de semen asistidos por ordenador que se utilizan en la actualidad, tanto en clínicas como en investigación, todavía utilizan microscopios en 2D para ver el movimiento de los espermatozoides.

Por lo tanto, como el primer microscopio de Leeuwenhoek, todavía son propensos a esta ilusión de simetría mientras evalúan la calidad del semen. Este descubrimiento, con su novedoso uso de la tecnología del microscopio 3D combinado con las matemáticas, puede proporcionar una nueva esperanza para desbloquear los secretos de la reproducción humana.

“Dado que más de la mitad de la infertilidad se debe a factores masculinos, entender mejor su movimiento podría servir para desarrollar nuevas herramientas de diagnóstico”, concluyen los investigadores.

septiembre 20/2020 (SINC)

Referencia:

Gadêlha H., Hernández-Herrera P., Montoya F., Darszon A., Corkidi G.. “Human sperm uses asymmetric and anisotropic flagellar controls to regulate swimming symmetry and cell steering”. Science Advances (Julio, 2020).

Investigadores de la Universidad de York, en Estados Unidos, han ideado un test de agilidad mental que predice el riesgo de desarrollar alzhéimer incluso antes de que aparezcan los primeros signos reveladores de algún tipo de demencia.

Según detallan los científicos en Journal of Alzheimer’s Disease (DOI:10.3233/JAD-140051 ), la prueba consiste en un ejercicio de ordenador que mide la capacidad visual-espacial y cognitivo-motora. «Incluimos una tarea que implica mover el ratón en la dirección opuesta a la de un objetivo visual en la pantalla, lo que requiere que el cerebro de la persona piense antes y durante los movimientos de su mano», ha explicado Lauren Sergio, autor del trabajo.

En el estudio para evaluar la eficacia del test, los participantes fueron divididos en tres grupos: uno con pacientes con deterioro cognitivo leve, otros con individuos con antecedentes de alzhéimer en la familia y un grupo control de personas sanas sin antecedentes familiares. El 81,8 % de los participantes de los dos primeros grupos tenían más dificultades para desempeñar la tarea.

Ello puede deberse, según indica Sergio, a que «la capacidad del cerebro para asimilar la información visual y sensorial y transformarla en movimientos físicos requiere la comunicación entre la zona parietal de la parte posterior del cerebro y de las regiones frontales». A juicio del autor del estudio, las deficiencias observadas en estos pacientes pueden reflejar una alteración cerebral inherente o una neuropatología temprana que perturba la comunicación recíproca entre el hipocampo, y las regiones frontales y parietal del cerebro, relacionadas con esta enfermedad.

Sergio puntualiza que el test no sirve para predecir con precisión quién desarrollará la enfermedad pero, al menos, muestra que hay algo común en el cerebro de la mayoría de los afectados con un deterioro cognitivo leve y en las personas con antecedentes familiares, un rasgo coincidente que puede utilizarse como punto de partida para estar alterta.
septiembre 22/2014 (JANO)

Kara M. Hawkins, Lauren E. Sergio .Visuomotor Impairments in Older Adults at Increased Alzheimer’s Disease Risk.Journal of Alzheimer’s Disease.Pag 607-621Volume 42, Number 2. Jun 11 2014

Aunque los resultados, publicados en Diabetes Care (doi: 10.2337/dc11-1931 ), no muestran si estas reducciones tienen beneficios duraderos sobre la salud, experimentar niveles máximos de glucosa e insulina tras una comida se vincula a un mayor riesgo de enfermedad cardiaca y diabetes.

«Cuando estamos sentados, nuestros músculos están en desuso y no se están contrayendo y ayudando a nuestro cuerpo a regular muchos de los procesos metabólicos del cuerpo», dijo David Dunstan, profesor en el Instituto de Diabetes y Corazón Baker IDI en Melbourne, Australia.

Dunstan y sus colegas han informado previamente que la mayoría de las personas que ven televisión cuatro horas o más al día tienen un riesgo de muerte más temprana. Con este estudio, experimentaron que permanecer sentado durante mucho tiempo podría afectar a la respuesta a la ingesta de alimento.

Tras una comida, los niveles de glucosa en sangre se elevan, y después hay un incremento de la insulina, lo que ayuda a las células a usar el azúcar como energía o a almacenarlo. Luego, los niveles empiezan a descender.

En las personas con diabetes tipo 2, este proceso no se realiza de forma correcta porque el cuerpo no responde adecuadamente a la insulina. Tras una comida, los niveles de azúcar e insulina en sangre permanecen altos.

El grupo de Dunstan siguió a 19 adultos con sobrepeso que no se ejercitaban mucho, pidiéndoles que entraran en el laboratorio y se sentaran durante siete horas mientras se les tomaban muestras de sangre cada hora.

Tras las primeras dos horas, ingirieron una bebida de 763 calorías rica en azúcar y grasa y se sentaron durante otras cinco horas.

Cada persona fue sometida a tres días de experimentación, y cada fecha estuvo separada por una semana o dos.

Un día, se sentaron todo el tiempo, tomando únicamente descansos para ir al baño. Otro, se levantaban y tomaban dos minutos de descanso para pasear unos 20 minutos tras la ingesta, y otro día, tuvieron pausas similares, pero con actividad física más vigorosa.

Los días en los que permanecieron sentados sin interrupción resultaron en un incremento en los niveles de sangre en la hora posterior a la ingesta de entre unos 90 miligramos por decilitro (mg/dl) a unos 144 mg/dl.

En las jornadas en que se levantaron cada 20 minutos, los niveles en sangre variaron entre 90 mg/dl y unos 125 mg/dl.

En general, levantarse y hacer una actividad ligera redujo el incremento total de la glucosa de media un 24 %, frente al grupo que permaneció sentado. Esa diferencia fue de casi el 30 % con una actividad moderada o intensa.

Los resultados fueron similares en lo que respecta a la insulina. Los niveles alcanzaron su punto álgido unas dos horas después de la ingesta, pero crecieron más cuando la gente permanecía sentada.

«Lo que me sorprende de estos estudios no es lo bueno que son las pausas, sino lo malo que es estar sentado», dijo Barry Braun, profesor de la Universidad de Massachusetts en Amherst, que no participó en el estudio.

Añadió que una buena pauta es intentar levantarse cada quince minutos, aunque solo sea para dar una vuelta en la habitación.

Lo que no está claro es si la reducción del 30 % de los niveles de glucosa e insulina se traducirán en beneficios para la salud.

«Solo se estudió durante un día. La siguiente pregunta es si puede esa reducción traducirse en reducciones en la arteroesclerosis», dijo Dunstan, cuyo grupo está trabajando en la actualidad en un experimento a más largo plazo.
marzo 8/2012 (Reuters) –

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

David W. Dunstan, Bronwyn A. Kingwell, Robyn Larsen, Genevieve N. Healy, Ester Cerin, Marc T. Hamilton.Breaking Up Prolonged Sitting Reduces Postprandial Glucose and Insulin Responses. Diabetes Care Feb 28, 2012