martes, 5 de enero de 2010

Nuevo hallazgo sobre el cerebro humano



Investigadores en Europa han llegado a la conclusión que dar los primeros pasos va conectado con el desarrollo del cerebro.

Es por eso que por lo menos un humano necesita un año para poder comenzar a caminar.

El cerebro es el conductor de las extremidades del ser humano; y el desarrollo motor del hombre depende de este.

Además, según los especialistas, es difícil aprender a caminar en dos extremidades.

Científicos de la Universidad de Lund en Suecia han demostrado que el desarrollo del cerebro en un bebé es equivalente a la capacidad para caminar; que ambos van de la mano y que, a veces, es similar a como ocurre en otros mamíferos como los pequeños roedores y los elefantes.

Sin embargo, antes se pensaba algo diferente:
que los humanos no estaban relacionados con otros mamíferos en cuanto al cerebro se refiere.

El estudio fue publicado por la revista PNAS y demuestra que, contrariamente a lo convencional, utiliza la concepción y no el nacimiento como el punto de partida del desarrollo motor, en su comparación entre diferentes mamíferos.Los humanos tienen más células en el cerebro y el tamaño de éste es más grande que otras especies de mamíferos.

Pero, con respecto a caminar, el desarrollo del cerebro aparece ser similar."Nuestro estudio demuestra que la diferencia es cuantitativa y no cualitativa", dijo Martín Garwicz, uno de los investigadores.

Uno de los hallazgos más importantes de este estudio es que es realmente es posible predecir con gran precisión cuando los bebés humanos empiezan a caminar."Nuestro estudio arroja nueva luz sobre las teorías de, por ejemplo, la biología evolutiva y del desarrollo", dijo Garwicz.

"Por otra parte, nuestros resultados demuestran similitudes entre los genomas de diferentes mamíferos.

Estas similitudes quizás no sorprenden tanto, lo que sí es el producto final -humanos y ratas- puede ser muy diferente, pero nuestro estudio sugiere que los bloques de construcción y los principios de cómo estos elementos interactúan entre sí durante el desarrollo podría ser el mismo".

El estudio se originó en un intento de desmitificar las concepciones del desarrollo motor de comportamientos entre dos especies lejanamente relacionadas.

Las similitudes en términos relativos, los cursos de tiempo de desarrollo entre las dos especies, fueron tan sorprendentes, que los científicos empezaron a preguntarse si la regularidad aplica a otros mamíferos y, en última instancia, también a los seres humanos.

El grupo comparó 24 especies que, en conjunto, representan la mayoría de los mamíferos existentes a pie.

Algunos, como los grandes simios, están estrechamente relacionados con los humanos; mientras que otros, como los roedores, los animales con pezuñas, y los elefantes, se apartaban del camino evolutivo unos 90-100 millones de años.

Aunque hay diferencias en el cerebro entre varias especies y el tamaño del cuerpo, el tiempo de gestación, y la madurez del cerebro al nacer, la comparación muestra que los bebes de casi todas las especies comienzan a caminar al punto que se consigue un desarrollo cerebral.

Quizás los seres humanos puedan ser únicos, pero no en cuanto a comenzar a caminar se refiere. Esto ocurre cuando el sistema nervioso ha alcanzado un determinado nivel de madurez, sin importar si se trata de un elefante, un potro, o un bebé humano.

Cerebellar development and the physiology of adaptive motor control

Principal investigator: Garwicz, Martin, Professor, PhD

Department: Department of Experimental Medical Science

E-mail: Martin.Garwicz@med.lu.se

Phone: +4646-2227755

Integrative neuroscience is concerned with relationships between activity in biological neuronal networks and perceptions, thoughts and feelings, intentions and behaviour of an organism. The present project is concerned with postnatal motor development, with the ultimate goal to understand how movement skills are learnt and expressed by the cerebellum. By virtue of its capacity to coordinate muscle activity the cerebellum is crucial for our ability to move harmoniously. It has established adaptive capacity and plastic neuronal mechanisms that implement this adaptivity in well−documented ways.

In our previous studies neuronal networks of the paravermal cerebellum have been dissected physiologically and anatomically at a high level of resolution. Equally importantly, the functional relationships between these cerebellar networks and fundamental spinal reflex pathways have been characterised. The latter analysis has provided essential clues to what kind of information the cerebellum receives from the motor apparatus and the spinal cord. These two factors combined make the intermediate cerebellum a unique model system for the study of general central nervous mechanisms, such as adaptation and synaptic plasticity. These phenomena can now be studied in a global context, with well−defined relationships to the behavioural level of analysis. Our aim is to clarify relationships between adaptive motor behaviour and the neural plasticity underlying it and thus to pinpoint cerebellar correlates of the dramatic postnatal development of motor competence. Behavioural analysis will be combined with morphological and physiological mapping. The functional connectivity of the climbing fibre system and influences of afferent signals from the motor apparatus on the functional interplay between climbing fibre and mossy fibre − parallel fibre systems will be analysed.

Besides providing new insights into cerebellar development, general principles concerning how the central nervous system makes use of sensory signals in developmental programming and re−programming of motor functions may prove instrumental for a rational design of motor (re)habilitation programs, especially for children.

Publications

Martin Garwicz, Maria Christensson, and Elia Psouni
A unifying model for timing of walking onset in humans and other mammals
PNAS 2009; doi:10.1073/pnas.0905777106:
Link to external article

Christensson M, Broman J, Garwicz M
Time course of cerebellar morphological development in postnatal ferrets: ontogenetic and comparative perspectives
Journal of Comparative Neurology 2007; 501(6):916−930
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Christensson M, Garwicz M
Ontogenesis of within−session locomotor habituation in the open field
Neuroreport 2005; 16(12):1319−23
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Christensson M, Garwicz M
Time course of postnatal development in ferrets: ontogenetic and comparative perspectives
Behavioural Brain Research 2005; 158:231−42
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Apps R, Garwicz M
Anatomical and physiological foundations of cerebellar information processing
Nature Reviews Neuroscience 2005; 6:297−311
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