sábado, 5 de diciembre de 2009

Teoría del Caos, Medicina y Neurociencia en Madrid


El 11 y 12 de Noviembre de 2009 tuvo lugar en el Ilustre Colegio Oficial de Médicos de Madrid, el "Encuentro sobre aplicaciones de la Teoría del Caos en Medicina y Neurociencia". El Encuentro se inauguró con la ponencia del Doctor Fernando Fariñas, titulada "Caos, evolución y ubicuidad". Según el profesor Fariñas, la evolución del Universo desde el "Big Bang", con la formación de elementos pesados en estrellas supermasivas y en continuo enriquecimiento químico, muestra una flecha de complejización ligada a un derroche entrópico. De hecho, la propia complejidad de la Tierra es el motor creador y evolutivo de la vida inteligente.
El profesor Carlos Madrid realizó una introducción histórica y epistemológica a la Teoría del Caos, abordando las contribuciones de grandes autores como Poincaré, Smale y Lorenz.
El catedrático de la UNED, José Carlos Antoranz, en "Matemáticas, Caos y Medicina: un mènage à trois muy productivo", destacó el carácter de herramienta conceptual muy potente de la Teoría del Caos. De hecho, el gran avance del ámbito de la imagen médica y de la EEG, así lo atestiguan.
El profesor Miguel Ángel F. Sanjuán, catedrático de la Universidad Rey Juan Carlos, recalcó la gran influencia de la Dinámica no Lineal en la modelización de los sistemas biológicos, sistemas en los que el todo es más que la suma de las partes. Ejemplos importantes de aplicación son la dinámica neuronal y el comportamiento del cerebro.
En la ponencia "Salud y enfermedad: una perspectiva compleja", el Doctor Manuel Varela, del Hospital de Móstoles, revisó los axiomas enterrados en el concepto convencional de enfermedad (la enfermedad como cambio cualitativo, la idea de enfermedad como desorden...) para discutir la noción de enfermedad como pérdida de complejidad.
La Doctora Krista Lundelin, también del Hospital de Móstoles, completó las indagaciones del profesor Varela, exponiendo un experimento realizado recientemente en aquel Hospital, en el que se analizó la complejidad del perfil térmico y glucémico en pacientes de mal pronóstico. Aquellos pacientes que fallecieron durante su estancia en la UCI, presentaron menor complejidad del perfil glucémico que los supervivientes.
El profesor Kostadin Koroutchev, de la Universidad Autónoma de Madrid, planteó problemas comunes de análisis no lineal de series temporales de datos, con valores discretos y continuos, haciendo hincapié en la dificultad para separar los efectos de ruido de los efectos de procesos deterministas pero caóticos.
El Doctor Fernando Fariñas presentó el estado actual del diseño de n-MAVEC o neuromonitor avanzado para la vigilancia de episodios críticos. Este dispositivo será de utilidad en las UCIs y, mediante un filtro de decisión basado en lógica difusa, arrojará una probabilidad de situaciones críticas generadas por crisis epileptoides aparentes.
El Catedrático de Psicología de la Universidad Complutense de Madrid, el Doctor Javier González Marqués, hizo un repaso de cómo el paradigma experimental de la Psicología ha ido pasando de un modelo tomado de la Física más clásica a la necesidad de atender a múltiples parámetros y contextos y, por lo tanto, de aumentar la complejidad. En esta tesitura, la Dinámico no Lineal tendrá mucho que decir.
El profesor Carlos Pelta, en su ponencia titulada "Juegos metamiméticos, caos y cooperación", analizó cómo se comportan los juegos metamiméticos de Chavalarias al introducir nuevas reglas de imitación, con respecto a la existencia de regímenes caóticos. A diferencia de lo que sucedía en el juego del prisionero espacial de Nowak y de May, en el que existía régimen caótico para b=1,9, esto no es el caso en nuestra simulación. Por lo que respecta a la conducta de cooperación por parte de los agentes, las reglas de imitación introducidas convierten las conductas cooperativas en algo residual.
El Doctor Francisco del Pozo, de la Universidad Politécnica de Madrid, articuló su ponencia sobre cómo el estudio estructural y funcional de las redes neuronales del cerebro va a arrojar importantes datos sobre la evolución de enfermedades como la de Alzheimer.
El Encuentro fue clausurado por el Doctor Antonio Fernández Rañada, pionero del estudio de la Dinámica no Lineal en nuestro país y presidente de la Real Sociedad Española de Física.
Sólo nos queda agradecer la gentileza de todos aquellos ponentes y participantes en el evento y recordar que las Actas del mismo aparecerán en 2010 en la revista "Encuentros Multidisciplinares", dirigida por el profesor Jesús Lizcano.

lunes, 23 de noviembre de 2009

Cerebro y Creatividad en el Círculo de Bellas Artes


Los días 10 y 11 de Noviembre de 2009 se celebró en la sala "Ramón Gómez de la Serna" del Círculo de Bellas Artes" de Madrid, un ciclo de dos mesas redondas bajo el título genérico de "Cerebro y Creatividad". Ambas mesas fueron un éxito de público y contaron con la presencia de prestigiosos especialistas de la Neurología y de la Psicología. El ciclo estuvo dirigido por el Doctor Jesús Porta-Etessam, del Servicio de Neurología del Hospital Clínico San Carlos de Madrid, y fue coordinado por Pilar García Velasco (responsable del área de Humanidades y de Ciencia del Círculo) y por Carlos Pelta (UCM).
El primer día y tras una presentación del Doctor Porta en la que se presentaron imágenes de obras de artistas que podían implicar alguna patología cerebral (como, por ejemplo, la peculiar visión del mundo que podría tener un paciente aquejado por una manifestación de aura migrañosa), se inició la mesa redonda en la que se abordó la cuestión de la creatividad bajo la perspectiva tanto del artista como del científico. Participaron los Doctores Carlos López de Silanes, Manuel Lara, la Doctora María Luz Cuadrado y el Profesor Javier González Marqués (UCM). En el animado debate, en el que la audiencia tuvo una destacada participación final, se buscó desentrañar si la creatividad es un mero proceso generativo humano o si implica alguna cualidad especial que la hace fácilmente discernible entre individuos.
El segundo día contó con la incorporación de los Doctores Rocío García-Ramos y Alberto Villarejo, a la presencia del Doctor Porta-Etessam. La mesa, focalizada en torno a las "Bases neurobiológicas de la creatividad", arrancó con una exposición muy interesante de la Doctora García-Ramos, en la que se analizaron aquellas zonas cerebrales que más se han vinculado con el fenómeno creativo, desde la corteza prefrontal hasta el circuito TOP. A continuación el Doctor Villarejo presentó una fascinante serie de grandes músicos que, como Ravel o Smétana, compusieron alguna de sus obras más célebres bajo los efectos de alguna neuropatología (piénsese, por ejemplo, en el proceso neurológico perseverativo claramente reflejado en la estructura del "Bolero" del autor francés). La mesa culminó con la animada intervención de los asistentes.
Damos las gracias a todos los ponentes y, en especial, al Doctor Jesús Porta-Etessam, que supo aglutinar a la mayoría de los participantes en torno al proyecto y a Pilar García Velasco que, desde el Círculo creyó desde el primer momento en la viabilidad del ciclo. Por supuesto, el nutrido y heterogéneo público (artistas, biólogos, médicos, psicólogos...) merece también un sobresaliente por su compromiso e interés.

sábado, 17 de octubre de 2009

Encuentro sobre "Aplicaciones de la Teoría del Caos en Medicina y Neurociencia"


Los días 11 y 12 de Noviembre de 2009 se celebrará en Madrid un Encuentro sobre "Aplicaciones de la Teoría del Caos en Medicina y Neurociencia", en el que prestigiosos especialistas en Dinámica no lineal plantearán los últimos avances de la aplicación de la teoría de sistemas complejos y caóticos, a la Electroencefalografía, la Biomedicina y la Neurociencia, en general. Creemos que es una ocasión inmejorable para que, por fin, Médicos, Físicos, Matemáticos, Ingenieros, Psicólogos y Neurocientíficos, asentemos las bases de una cooperación intelectual que nos lleve a desterrar la extendida visión de la Teoría del Caos como una curiosidad matemática y estética y, a su vez, a transmitir que la Ciencia y la Tecnología del siglo XXI van a ser reescritas a partir de este enfoque.
Agradecemos al profesor Fernando Fariñas Balseiro, uno de los mejores y más brillantes conocedores del tema en nuestro país, que haya accedido a dirigir este Encuentro. Los ponentes que intervendrán son verdaderos líderes a nivel internacional como, a continuación, reseñamos: José Carlos Antoranz, catedrático de Física en la UNED, verdadero padre de toda una generación de Físicos dedicados a la Dinámica de Fluidos en nuestro país; Fernando Fariñas Balseiro, actualmente trabajando en el Hospital de Talavera de la Reina y Director del Encuentro; Javier González Marqués, catedrático de Psicología de la Universidad Complutense de Madrid; Kostadin Koroutchev, de la Universidad Autónoma de Madrid, auténtico talento en el diseño de algoritmos no lineales y colaborador de Fariñas en el diseño de N-MAVEC; Krista Lundelin, doctora en Medicina, bajo la dirección de Manuel Varela, con un muy interesante trabajo sobre temperatura basal en pacientes críticos y sistemas no lineales; Carlos Madrid, matemático, doctor en Filosofía con un trabajo sobre Mecánica Cuántica y Teoría del Caos, y quizá el mejor conocedor del significado epistemológico de los sistemas caóticos en nuestro país; José Luis Muñiz, líder del grupo de Física Médica de la Real Sociedad Española de Física; reciente organizador del ciclo de Conferencias "Paisajes Neuronales" y pieza clave, desde el CIEMAT, en el desarrollo de sistemas terapéuticos basados en la Física; Francisco del Pozo, catedrático de Ingeniería en la Universidad Politécnica de Madrid, pionero de la Biomedicina en España y últimamente interesado por la aplicación de formalismos no lineales a los desórdenes del sueño; Miguel Ángel F. Sanjuán, catedrático de la Universidad Rey Juan Carlos, líder mundial del estudio de los sistemas dinámicos no lineales y colaborador frecuente de James Yorke, autor de la denominación de Teoría del Caos; Manuel Varela, médico de médicos, forjador de brillantes discípulos y pionero en una visión de la enfermedad, alejada del paradigma tradicional y que se inspira en las ideas de los sistemas caóticos.
Agradecer también la presencia de la doctora Elena Aguirregoicoa y reciente co-autora de un excelente artículo sobre Medicina y Sistemas Dinámicos (Revista de Física, 2009), su apoyo en tareas organizativas. Las Instituciones organizadoras son la Universidad Complutense de Madrid y la Real Sociedad Española de Física. El autor de este blog participa en la organización y desarrollará una ponencia. El acto será clausurado con la presencia del profesor Antonio Fernández Rañada, presidente de la RSEF.
El programa del Encuentro es el que sigue. Agradeceremos mucho vuestra presencia y vuestra participación en los interesantes debates que, a buen seguro, se plantearán:
ENCUENTRO "APLICACIONES DE LA TEORÍA DEL CAOS EN MEDICINA Y NEUROCIENCIA"
SEMANA DE LA CIENCIA 2009
Aula Gregorio Marañón, Ilustre Colegio Oficial de Médicos de Madrid
C/Santa Isabel, 51
Miércoles 11-Jueves 12 de Noviembre de 2009
PROGRAMA:
Miércoles 11 de Noviembre
9.30 h.-9.40 h. Presentación a cargo del Doctor Fernando Fariñas Balseiro
9.40 h.-10.25 h. Ponencia: CAOS, EVOLUCIÓN Y UBICUIDAD (Dr. Fernando Fariñas,
Hospital de Talavera de la Reina).
10.40 h.-11.25 h. Ponencia: HISTORIA DE LA TEORÍA DEL CAOS CONTADA PARA
ESCÉPTICOS. CUESTIONES DE GÉNESIS Y ESTRUCTURA
(Dr. Carlos Madrid, UCM).
11.45 h.-12.30 h. Ponencia: MATEMÁTICAS, CAOS Y MEDICINA: UN MÈNAGE À TROIS
MUY PRODUCTIVO (Dr. José Carlos Antoranz, UNED).
12.45 h.-13.30 h. Ponencia: CAOS Y COMPLEJIDAD EN CIENCIAS DE LA VIDA (Dr.
Miguel Ángel F. Sanjuán, URJC).
16.30 h.-17.15 h. Ponencia: EL CONCEPTO DE SALUD Y ENFERMEDAD: UNA NUEVA
PERSPECTIVA (Dr. Manuel Varela, Hospital de Móstoles).
17.30 h.-18.15 h. Ponencia: ANÁLISIS DE LA COMPLEJIDAD DEL PERFIL TÉRMICO Y
DEL PERFIL GLUCÉMICO (Dra. Krista Lundelin, Hospital de
Móstoles).
Jueves 12 de Noviembre
9.30 h.-9.40 h. Presentación a cargo del Doctor Fernando Fariñas Balseiro.
9.40 h.-10.25 h. Ponencia: MÉTODOS NO LINEALES DE ANÁLISIS DE DATOS
BIOMÉDICOS (Dr. Kostadin Koroutchev, UAM).
10.40 h.-11.25 h. Ponencia: APLICACIONES EN NEUROFISIOLOGÍA (Dr. Fernando
Fariñas, Hospital de Talavera de la Reina).
11.45 h.-12.30 h. Ponencia: EL PARADIGMA DE LA TEORÍA DEL CAOS EN
NEUROCIENCIA Y PSICOLOGÍA (Dr. Javier González Marqués,
UCM).
12.45 h.-13.30 h. Ponencia: JUEGOS METAMIMÉTICOS, CAOS Y COOPERACIÓN (Dr.
Carlos Pelta, UCM).
16.30 h.-17.15 h. Ponencia. ESTUDIO DE LA SINCRONIZACIÓN DE LAS REDES NEURONALES EN EL CEREBRO (Dr. Francisco del Pozo,
ETSIT-UPM).
17.30 h.-18.30 h. Mesa Redonda: CAOS: UNA CIENCIA ÚTIL.
Moderador: José Luis Muñiz Gutiérrez (RSEF-CIEMAT).
Participantes: José Carlos Antoranz, Fernando Fariñas, Carlos Madrid,
Francisco del Pozo y Manuel Varela.

lunes, 14 de septiembre de 2009

Neurociencia de la Creatividad



La creatividad puede definirse como la capacidad de generar algo nuevo y apropiado. ¿Por qué la creatividad es tan difícil? Getzels y Csikszentmihalyi (1976) subrayan que no es que las personas creativas resuelvan los problemas mejor sino que son las que encuentran los mejores problemas para resolver. Las tareas que verdaderamente requieren creatividad son las más complicadas. Hasta hace no mucho, solía confinarse el acto creativo a una suerte de inspiración mística que convocaba la presencia de las musas cuando éstas, caprichosamente, así accedían. Hoy sabemos que la Neurociencia tiene mucho que decirnos. Con frecuencia, se ha considerado que en el límite de la salud mental podía rastrearse la creatividad. Los casos son múltiples (Goya, van Gogh y tantos otros) y, de hecho, Francisco Mora tiene publicado un excelente y entretenido libro, al respecto: ¿enferman las mariposas del alma?, esas mariposas con las que, el gran Cajal, comparaba a las espinas dendríticas.
Quizá la estructura cerebral predilecta para enfocar el tema de la creatividad, sea el córtex prefrontal. Desde luego, si hay algo reñido con la creatividad, es la ausencia de flexibilidad en la conducta. Se ha comprobado que lesiones, localizadas especialmente en el córtex prefrontal dorsolateral, originan perseveración y dificultad para pensar de manera abstracta. El test de selección de cartas de Wisconsin es el instrumento neuropsicológico de evaluación más utilizado para comprobar el alcance de ese tipo de lesiones en los pacientes.
También el córtex prefrontal ejerce un control inhibitorio sobre las conductas (emocionales y cognitivas) no apropiadas. Los pacientes con los lóbulos frontales dañados tienden a imitar conductas inapropiadas y no se hacen una idea general acerca de los problemas y situaciones. El córtex prefrontal se encargaría de evaluar el carácter apropiado o no de un determinado pensamiento. Un nuevo pensamiento se convertiría en una novedad cuando pasase a ser representado en la memoria operativa. Pero para dar expresión a este "insight", se ha de producir una activación que responda a la planificación y ejecución de las submetas de una determinada tarea. No olvidemos que la creatividad suele requerir hacer uso de refinadas técnicas, cuyo dominio puede costar muchos años. Según autores como Eysenck o Martindale, la actividad creativa suele caracterizarse por situaciones en las que la atención no está claramente focalizada e incluso existe un procesamiento de tipo automático. Siguiendo la estela de Kraepelin, existiría un cierto vínculo entre la psicopatología y la creatividad. Desórdenes emocionales como la depresión o distonías neurológicas, como la esquizofrenia, desarrollarían la inspiración creativa. En cambio, otras investigaciones intentan mitigar estas observaciones, al recalcar la naturaleza metódica y deliberada de muchos ejemplos históricos de creatividad en las ciencias y las artes. Finke (1996) integra ambos modos de procesamiento (el automático y el deliberado) al analizar el fenómeno creativo. La diferencia principal entre modos de procesamiento automáticos y deliberados radicaría en el método usado para representar la nueva información en la memoria operativa. El procesamiento deliberado se generaría en circuitos del córtex prefrontal y tendería a ser estructurado y racional, mientras que las intuiciones espontáneas tendrían lugar cuando el sistema atencional no seleccionase activamente el contenido de la conciencia, permitiendo que pensamientos inconscientes fueran representados en la memoria operativa. Muchos autores coinciden en subrayar que el pensamiento consciente sobre un problema puede resultar contraproducente a la hora de resolverlo (Guilford, 1950 o DeBono, 1968): aquellas soluciones que violan los conocimientos adquiridos acerca de algo, no suelen ser consideradas. Scheibel (1999) llega a estipular que, de alguna manera, el control ejercido por el córtex prefrontal, quedaría relajado. La creatividad debida a intuiciones espontáneas no estaría limitada por paradigmas mentales preconcebidos y, por lo tanto, no sería iniciada por la acción del córtex prefrontal. En cierto sentido, la secuencia de pensamientos sería más laxa y emergerían asociaciones débilmente conectadas. La creatividad seguiría las pautas de un proceso combinatorio estocástico, esto es, la conducta creativa entrañaría siempre una naturaleza azarosa. Esta sería, quizá, la gran lección del fenómeno creativo y de sus bases neurobiológicas.

martes, 8 de septiembre de 2009

Cerebro y Creatividad



Los días 10 y 11 de Noviembre de 2009 tendrá lugar en el Círculo de Bellas Artes de Madrid un ciclo de mesas redondas con el título de "Cerebro y Creatividad". Organizan Pilar García Velasco (Círculo de Bellas Artes) y Carlos Pelta (Universidad Complutense). El director académico es Jesús Porta-Etessam (Hospital Clínico San Carlos de Madrid e Instituto de Neurociencias aplicadas). Prestigiosos ponentes participarán en la actividad. La estructura de la misma será la siguiente:
TÍTULO: CEREBRO Y CREATIVIDAD
FECHAS: 10 y 11 de Noviembre
LUGAR: Sala "Ramón Gómez de la Serna" del Círculo de Bellas Artes (Madrid)
Día 10 de Noviembre
19.15 h. Jesús Porta-Etessam: Presentación
19.30 h. MESA REDONDA: EL ARTE DESDE LOS OJOS DE UN CIENTÍFICO
Modera: Jesús Porta-Etessam
Participan: Javier González Marqués (Catedrático del Dpto. de Psicología Básica II-UCM)
Jorge Matías-Guiu Guía (Jefe del Serv. de Neurología del Hospital Clínico S. Carlos)
Manuel Lara (Servicio de Neurología del Hospital Universitario La Paz)
Carlos López de Silanes (Serv. de Neurología del Hospital de Alcorcón)
Alberto Portera (Catedrático Emérito de Neurología de la UCM)
Día 11 de Noviembre
19.15 h. MESA REDONDA: BASES NEUROLÓGICAS DEL ARTE Y LA CREATIVIDAD
Modera: Carlos Pelta
Participan: Rocío García-Ramos (Prof. de la Facultad de Medicina-UCM)
Jesús Porta-Etessam (Hospital Clínico S. Carlos)
Alberto Villarejo (Serv. de Neurología del Hospital Doce de Octubre de Madrid
Agradeceremos mucho vuestra presencia para debatir con nosotros acerca de la fascinante cuestión de los fundamentos neurocientíficos de la creatividad humana. En este mismo blog iremos introduciendo una serie de referencias básicas antes del inicio de la actividad. Muchas gracias por todo.

martes, 4 de agosto de 2009

Mathematical Psychology 2009 (Amsterdam)



Se acaba de celebrar en la localidad holandesa de Amsterdam el encuentro anual organizado por la "Society for Mathematical Psychology". No han faltado presentaciones y pósters que hayan tenido que ver con la temática fundamental de este blog, por lo que, a continuación, pasamos a reseñar aquellos aspectos que más nos han interesado.
El día 2 de Agosto, Rafal Bogacz, de la Universidad de Bristol y Kevin Gurney, de la Universidad de Sheffield, expusieron un sistema de toma de decisiones para el sistema córtico-basal del cerebro humano. El modelo de difusión se ha convertido en un clásico para explicar los patrones de los tiempos de reacción de un amplio conjunto de tareas que implican la elección entre dos alternativas. Según este modelo, el cerebro integra la diferencia existente entre la evidencia sensorial que apoya las dos alternativas hasta que se alcanza un criterio de confianza. Pero, ¿cómo puede extenderse este modelo al problema de tener que escoger entre múltiples alternativas? Según los autores, los ganglios basales actúan como un elemento central que resuelve la competición entre las áreas corticales y el estudio de su fisiología puede constituirse en un test estadístico óptimo para resolver la cuestión de tener que elegir entre numerosas alternativas.
Michael Frank, de la Universidad de Brown, planteó un modelo de la dinámica entre el córtex frontal y el núcleo subtalámico en los casos decisiones conflictivas. La señal del núcleo subtalámico es dinámicamente modulada por el grado del conflicto en la decisión, representado en el córtex frontal dorsomedial. Frank sugiere que el entorno de decisión no es fijo y que puede ser regulado en múltiples escalas temporales. El mismo Frank participó en la sesión de pósters, junto a Thomas Wiecki, con un modelo de inhibición de respuestas en el córtex fronal y los ganglios basales.
El día 3 tuvimos que madrugar con una interesante ponencia de los profesores Pooley, Lee y Shankle. En ella, acometieron una modelización de los déficits en la memoria episódica provocados por la enfermedad de Alzheimer. Usan una herramienta como la de las jerarquías bayesianas, que se está desvelando como muy prometedora en los últimos tiempos, y que el autor de este blog está empleando en sus modelos computacionales. Nada más terminar la intervención acudimos a una charla, de nuevo, sobre un modelo acerca del sustrato neuronal de la toma de decisiones. Como se podrá apreciar, es uno de los temas punteros ahora mismo en la investigación sobre modelos de ciertas zonas del cerebro. En concreto, ¿cómo usamos información de la que disponemos a priori para guiar nuestras decisiones? Según Forstmann y colaboradores, la activación de la zona córtico-estriatal logra desinhibir las respuestas preferidas.
Finalizamos esta breve reseña, recalcando la presencia cada vez mayor de modelos procedentes de la Neurociencia Computacional en Congresos sobre Psicológía y Ciencias de la conducta, lo cual no deja de confirmar, una vez más, la pujanza actual de esta rama de la Neurociencia.

miércoles, 8 de julio de 2009

Controversias sobre enfermedades neurodegenerativas


En el contexto de los Cursos de Verano 2009 celebrados por la Universidad Complutense de Madrid, el Doctor Jesús Porta-Etessam (Hospital Clínico San Carlos) y la Doctora Lydia Vela (Jefa del Servicio de Neurología del Hospital de Alcorcón) , han organizado un encuentro titulado "Controversias sobre enfermedades neurodegenerativas". Dicho evento ha sido coordinado por el Doctor Jorge Matías-Guiu (Jefe del Servicio de Neurología del Hospital Clínico San Carlos).

El Encuentro ha tenido lugar los días 6 y 7 de julio y fue inaugurado por el Doctor Porta-Etessam con una presentación general acerca de las cuestiones que iban a ser abordadas. Tomó la palabra la Doctora Vela en su intervención "Fase presintomática de la enfermedad de Parkinson", realizando un completo análisis de los síntomas no motores de la enfermedad: hipoosmia (un factor presintomático muy estudiado en la actualidad e ilustrado con el interesante caso del testimonio de un paciente que tenía frecuentes experiencias olfativas de sustancias quemadas), estreñimiento, hipersomnia y trastornos de sueño y depresión. La Doctora Vela expuso la necesidad de incidir en la búsqueda de terapias neuroprotectoras, aún cuando, ahora mismo, carecemos de fármacos neuroprotectores para la enfermedad.

El Doctor Javier Pagonabarraga, del Servicio de Neurología del Hospital de la Santa Creu i Sant Pau, de Barcelona, explicó el "Inicio y progresión de la enfermedad de Parkinson". Del paradigma tradicional enfocado en la circunstancia de la muerte de neuronas en la sustancia nigra y su tratamiento mediante levodopa, se ha derivado a la "multiple hit-hypothesis", en la que a la detección de disrupciones genéticas se aúna la influencia de factores ambientales. El Doctor Pagonabarraga sugirió el interés de combinar terapias en las que se usen inhibidores en la recaptación de serotonina con fármacos cuyos "targets" sean los receptores de noradrenalina. Además, expuso cómo están apareciendo estudios que, a medio-largo plazo, verifican la superioridad para el tratamiento de la enfermedad de los agonistas dopaminérgicos frente al uso de la levodopa. Conectó el parkinsonismo con la aparición de tendencias adictivas en los pacientes y comentó el interesante caso de uno de sus pacientes, que, con la medicación recibida, pasó de realizar representaciones pictóricas figurativas convencionales a representaciones más artísticas y creativas.

La Mesa redonda, con la que se cerró la jornada y diseñada por la Doctora Vela, reunió, además de a los Doctores mencionados arriba, a la Doctora Eva López Valdés (Servicio de Neurología del Hospital Severo Ochoa de Leganés) y a la Doctora María José Catalán (Servicio de Neurología del Hospital Clínico San Carlos).

El planteamiento de la estructura de la discusión fue muy interesante, puesto que se partió del análisis de casos clínicos, surgidos de la experiencia asistencial de la Doctora Vela, que iban siendo presentados a la audiencia, paso a paso, y requiriendo la colaboración de los asistentes para ir anticipando el diagnóstico. Ni qué decir tiene que se logró la implicación de los asistentes, bastantes de ellos con experiencia clínica, al hacer de la tarea clave de diagnóstico, una tarea abierta, en la que los participantes podían contrastar opiniones con los especialistas. El autor de este blog no había visto en reuniones de este tipo un planteamiento similar, puesto que en ellas el proceder habitual puede consistir, como mucho, en la presentación de casos clásicos o cerrados.

A raíz de un caso especialmente complicado, los ponentes analizaron el uso actual de terapias menos "conservadoras", como el uso de apomorfina, la bomba de duodopa o la intervención quirúrgica insertando estimuladores cerebrales. También se hizo mención a una de las esperanzas terapéuticas actuales, la estimulación cerebral profunda. Esta técnica ya tuvo una presencia destacada en el Congreso de la EFNS 2008 y algún lector de este blog que esté interesado, puede acudir a la entrada correspondiente.

La jornada del día 7 de julio estuvo dedicada a la enfermedad de Alzheimer. El Doctor Alberto Marcos Dolado (Hospital Clínico San Carlos) expuso los conocimientos actuales sobre los "Marcadores biológicos y genéticos en la enfermedad de Alzheimer". Dos aspectos parecen no objeto de discusión en este sentido, como la acumulación de depósitos amiloides y las taupatías. A partir de aquí es cuando las certezas se acaban. No se comprende bien el porqué, reguladores de lípidos, como las estatinas, actúan como un factor protector ante la aparición de la enfermedad y biomarcadores, que serían ideales por su facilidad de uso, como el análisis del líquido cefalorraquídeo (en Suecia se practican sistemáticamente punciones para llevar a cabo el diagnóstico) o el análisis sanguíneo, dejan un porcentaje alto de casos en el limbo de la indecisión. Finalmente, el Doctor Marcos anticipó algunas ideas sobre la vía abierta por los estudios inmuno-histológicos, en conexión con el efecto de los fármacos anti-inflamatorios.

La Doctora Merçe Boada, del Servicio de Neurología del Hospital Val d´Hebrón, en su conferencia sobre la "Necesidad de tratamiento farmacológico en la enfermedad de Alzheimer en sus fases moderadas y avanzadas", aludió a la polémica existente sobre la conveniencia o no de aplicar mediacamentos desde el propio diagnóstico preclínico de la dolencia. De todos es conocido, y fue muy convenientemente recalcado por la Doctora Boada, el enorme impacto económico y asistencial que está suponiendo esta enfermedad, máxime cuando se prevee un espectacular aumento del diagnóstico de casos en los próximos años (China y la India, por ejemplo). ¿Qué hacer, pues? ¿Atender fundamentalmente a la subvención por los Servicios de Salud, de fármacos que activen a los pacientes y que, por lo tanto, reduzcan cada vez más su dependencia asistencial, en vista de que todavía no se conoce bien la etiogenia de la enfermedad? La Doctora trajo a colación una comparativa muy interesante entre diversas opciones que equilibran más o menos, el lado asistencial con el lado farmacológico: desde el modelo estadounidense hasta el de la Sanidad escocesa. En este sentido, fue muy esclarecedora la revisión que hizo de los estudios de Óscar López y su equipo de Pittsburgh sobre los verdaderos efectos del donepecil.

El Encuentro se clausuró con una Mesa redonda acerca de las "Aproximaciones terapéuticas a los pacientes con deterioro cognitivo", Mesa a la que se unió el psicólogo clínico Lluis Tárrega. Partiendo de un difícil caso clínico mostrado por el Doctor Porta-Etessam, se incidió, entre otros aspectos, en la necesidad de la estimulación cognitiva cotidiana, con especial énfasis en los aspectos ecológicos de la misma (Doctora Boada), y los pros y contras de la utilización de ciertos fármacos modificadores de la conducta, como el Bupropion o la Trazodona.

Finalmente, queda felicitar a los organizadores y participantes en esta actividad por el difícil equilibrio conseguido entre el mantenimiento de un nivel expositivo claramente técnico y complejo con la sinergia producida con un auditorio heterogéneo, cuyo interés lograron despertar en todo momento.

sábado, 4 de abril de 2009

Orden(adores) y Caos en Electroencefalografía


En el marco del ciclo de conferencias organizado por la "Cosmocaixa" en Alcobendas, bajo el rótulo de "Paisajes Neuronales", el Doctor Fernando Fariñas Balseiro ofreció el día 1 de abril una muy interesante charla sobre la aplicación de la dinámica de sistemas no lineales al desarrollo de técnicas electroencefalográficas de diagnóstico. Entre la audiencia había médicos, genetistas, neuropsicólogos, físicos...El autor de este blog está especialmente interesado en el desarrollo de simulaciones por ordenador y de coste computacional bajo, que den cuenta de la actividad electrocortical en el cerebro.
El Dr. Fariñas ha trabajado durante mucho tiempo en el Hospital de La Paz en Madrid y conjuga algo muy difícil de encontrar en la mayoría de médicos de nuestro país: una obvia preparación en Medicina con una muy sólida formación en Física y Matemáticas, que le hace interesarse lo mismo en el diagnóstico de una epilepsia que en un espacio de Hilbert, por ejemplo.
Su campo de estudio está empezando a recibir la atención que se merece y testigo reciente es la publicación del excelente artículo de Tullio A. Minelli, "Neurodynamics and Electrocortical Activity" (2009).
El profesor Fariñas comenzó su intervención recalcando que la Electroencefalografía es la única técnica funcional existente para el diagnóstico de patologías cerebrales. La opinión más extendida entre el gran público es que cuando hay cualquier patología, se producen señales de alarma muy ostensibles que advierten de un fracaso funcional evidente. Pero como subrayó el Dr. Fariñas, éste no es el caso en la mayoría de las ocasiones. Precisamente, cuando en el cerebro se dan ritmos muy fijos de sincronización neuronal, podemos estar ante un problema, puesto que dicha hipersincronización denota que los sistemas de regulación están siendo muy poco adaptativos. La enfermedad tiene más que ver con la presencia de comportamientos funcionales esclerotizados que con conductas "irregulares" o de saltos. En definitiva, y esto tiene mucho que ver con los principios básicos que rigen la teoría del Caos, la enfermedad se revela más por patrones regulares en exceso que por irregularidades funcionales. Sería la diferencia entre un cristal perfectamente estructurado pero, al fin y al cabo, muerto, y un organismo vivo que, precisamente para estar vivo, ha de tener un intercambio continuo y suficientemente dinámico con su entorno.
La moderna teoría del caos arranca con Edward N. Lorenz. La anécdota fundacional es muy conocida y nos presenta a un Lorenz que introduce cifras redondeadas en milésimas en una calculadora que redondea hasta las millónesimas y que, a la mañana siguiente, se encuentra en lugar de con la lista de cifras replicada, con resultados muy distintos. A partir de aquí y, como de forma magistral, expuso el Doctor Fariñas, emerge el folklore conceptual de la teoría del Caos que, por cierto, no hay que confundir con la teoría de Sistemas Complejos. Caos no puede identificarse con Complejidad, puesto que la Complejidad implica auto-organización, modularidad estructural, recursividad algorítmica y emergencia, entre otras propiedades, mientras que el caos determinista es una posibilidad más en el amplio abanico de los sistemas dinámicos no lineales. Pero lo que sí es más que evidente es que la comprensión del funcionamiento del cerebro no se logrará nunca mediante el estudio de unidades funcionales simples sino a través de un enfoque holístico propiciado por el paradigma de los sistemas dinámicos. Precisamente, la pregunta que en esta sesión dirigió el autor de este blog al profesor Fariñas tuvo que ver con la necesidad de ir repartiendo esfuerzos de investigación entre el desarrollo de técnicas de potenciales evocados y las técnicas de neuroimagen que se llevan una enorme cantidad de inversiones para obtener resultados que parecen retrotraer al viejo paradigma localizacionista de la frenopatía: zona cerebral activada, zona responsable de tal facultad cognitiva superior o de tal enfermedad.
El Dr. Fariñas finalizó su intervención describiendo brevemente un muy interesante proyecto que él y un grupo de investigadores están culminando: en palabras del propio Fariñas, " la máquina que hace pi (la letra del alfabeto griego)", es decir, n-MAVEC. Esta máquina se presenta como un instrumental de monitorización de pacientes muy sedados en las Unidades de Cuidados Intensivos. En este tipo de pacientes es muy fácil que puedan darse daños cerebrales irreversibles que pasan desapercibidos a los cuidadores de las Unidades, puesto que se encuentran en una situación tan vegetativa que ni siquiera es posible captar en ellos pequeños movimientos musculares; n-MAVEC es capaz de controlar la ausencia de parámetros típicamente caóticos y necesarios para evitar una hipersincronización, síntoma de un daño cerebral irreparable.
El uso del instrumental teórico de los sistemas dinámicos no lineales para el diagnóstico cerebral se perfila como de enorme importancia y puede ocuparse tanto de lo que se va a encargar n-MAVEC como de analizar qué sucede en el cerebro de un paciente epiléptico durante los cinco segundos que transcurren durante una de las típicas "ausencias" epilépticas.
Hemos de finalizar agradeciendo al profesor Fernando Fariñas Balseiro lo muy esclarecedora que fue su ponencia y el hecho de que esté dando a conocer en nuestro país un paradigma cuyas aplicaciones a la Medicina y a la Psicología van a ser esenciales y que atrae la atención de los neurocientíficos computacionalistas por su poder para generar simulaciones cada vez más complejas.

sábado, 7 de febrero de 2009

Oscilación neuronal sincrónica: el gran reto


En este artículo sometemos a la consideración de los lectores, la tesis de que el estudio del fenómeno de la oscilación sincrónica de grupos neuronales, va a constituir la base del estudio del cerebro en la próxima década. Para ello, tomaremos ideas de la neurodinámica basada en sistemas no lineales (Minelli, 2008 y Timme y Wolf, 2008).
Los ritmos cerebrales espontáneos desempeñan un importante papel en la plasticidad sináptica. Así, en situaciones de descanso para sujetos sanos, se produce un nivel de sincronización de las redes neuronales relativamente bajo y fluctuante. En cambio, en ataques de epilepsia, se comprueba una situación de hipersincronicidad. En encefalopatías degenerativas se registra un nivel anormalmente bajo en el área de sincronización.
La sincronización es un mecanismo típico que subyace a los procesos cognitivos, como sucede, por ejemplo, con el aprendizaje asociativo. Según Singer (1994), las neuronas que codifican características de una escena visual, se acoplan selectivamente a través de conexiones excitatorias recíprocas y realizan repuestas rítmicas ante sus estímulos preferidos. Estas respuestas rítmicas pueden sincronizarse después de la estimulación repetida. Las asambleas neuronales pueden ser identificadas por su sincronía al activarse más que por cambios en la tasa de activación. Esto daría lugar a la coexistencia de varias asambleas en la misma región cortical, mostrando una dinámica flexible y robusta.
Para interacciones inhibitorias entre neuronas oscilatorias, el estado de sincronía es estable, más allá de los parámetros y de la conectividad de la red, lo cual demostraría la importancia de las interacciones pulsátiles en la dinámica de la sincronización biológica. Se ha hipotetizado que los patrones de activación neuronal podrían generarse dinámicamente por el córtex cerebral. Los estados en los cuales las unidades se activan de una manera temporalmente irregular y los estados con una actividad asincrónica irregular pueden ser atractores que coexisten en la misma red. Las redes estructuradas pueden poseer una gran variedad de estados dinámicos en los que los tiempos de activación sean precisamente coordinados. Las fuerzas de acoplamiento entre las redes pueden ser muy heterogéneas y darse patrones precisos de activación temporal en lugar de un estado sincrónico simple. Pero, en cualquier caso, entender las propiedades de estabilidad y de robustez de las redes dinámicas cerebrales no parece una tarea que esté fuera de nuestro alcance y, por lo tanto, la comprensión de la clave quizá esencial del comportamiento del cerebro.

sábado, 24 de enero de 2009

Susanne Schreiber: la gran esperanza de la Neurociencia



Voilà, pues he aquí que tenemos a una digna sucesora de Cajal a comienzos del siglo XXI. Se llama Susanne Schreiber y tiene 32 años. Acaba de ganar en 2008 el Premio Bernstein en Neurociencia Computacional, algo así como el Nobel de la especialidad, dotado con más de un millón de euros. Desde aquí vaticino que la investigación acerca del ritmo neuronal, sin duda, la auténtica clave de bóveda para comprender el funcionamiento del cerebro, va a estar marcada por ella y por su equipo de Berlín en la próxima década. Espero poder escucharla y conocerla este mes de julio, en el contexto del Congreso Internacional de Neurociencia Computacional, organizado por la OCNS, precisamente en la capital alemana.
Seamos de una vez por todas serios y realistas: nos acercaremos a la comprensión del cerebro en la medida en que entendamos su actividad, su ritmo de funcionamiento. Por lo tanto, y aún a riesgo de que algún genetista o especialista en química molecular que leyera esto, pudiera manifestar su disconformidad, el tren del entendimiento del cerebro no pasa exclusivamente por allí, como se nos pretende hacer creer ante la cascada infinita y reciente de artículos sobre combinatoria molecular o replicación genética. No. De acuerdo, se trata de los fenómenos primarios, de los fenómenos subfenoménicos, y el mal funcionamiento del dispositivo molecular neuronal eventualmente lleva a enfermedades neurológicas. Pero son las oscilaciones de la red neuronal las que tienen verdadero poder explicativo a nivel macrofenoménico. Claro, ésta es una empresa enormemente complicada, como no podía ser menos. ¿Por qué? Porque hay que descender al nivel de las neuronas simples. ¿Cómo las características de las neuronas aisladas influyen en la función de las redes más extensas en el cerebro? Esta es la pregunta
No todas las neuronas computan de la misma manera. Algunas neuronas producen "trenes" de impulsos en una sucesión rápida. Otras envían impulsos simples a intervalos regulares. Parece claro que cada célula o grupos de células posee un ritmo preferido a la hora de enviar impulsos.
¿Cómo las propiedades de respuesta de las neuronas influyen en la función de redes neuronales extensas? Grandes grupos de neuronas envían impulsos a un ritmo común, entrando en una "oscilación" colectiva a través de la interacción mutua. Esta conducta oscilatoria y su disfuncionalidad, puede ser un gran predictor de patologías, tales como la epilepsia, o de dificultades en el almacenamiento por parte de las diversas memorias.
Schreiber y su grupo investigan los mecanismos responsables de la oscilación sincrónica de las redes de neuronas y cómo las células individuales pueden mantener el ritmo. Y es que las propiedades individuales de respuesta de las neuronas individuales parecen ejercer efecto sobre la sincronización de la red. Esto se traduciría en la necesidad de elucidar la conexión entre los canales de iones de las células y sus características de respuesta.
Desde aquí queremos felicitar al "Bernstein Center for Computational Neuroscience" por su decisión de premiar el esfuerzo de Schreiber y su grupo por aupar la Neurociencia Computacional a unas propuestas tan llenas de ambición y prometedoras. Sin duda, es la suya una de las grandes apuestas en la investigación del cerebro en nuestro siglo.

sábado, 17 de enero de 2009

Alberto Portera: gran divulgador de la Neurociencia



Tuve el honor y el placer de saludar al profesor Alberto Portera el día 26 de agosto de 2008, recién finalizada la sesión de "Historia de la Neurología", que los profesores Jesús Porta-Etessam e Iván Iniesta, habían preparado para el duodécimo congreso de la EFNS de 2008 (ya reseñado en este blog). La sesión había estado muy animada, con una magistral intervención del profesor Javier De Felipe sobre los estudios de Cajal acerca de las espinas dendríticas y con Portera, clausurándola con un documental sobre el laboratorio de Cajal, que tomaba como metáfora e hilo conductor un caso de neuropatología. Finalizada a las 12.00 h., se organizaba una visita al antiguo hospital de San Carlos, como homenaje al gran premio Nobel aragonés. Otro aragonés, éste de Caspe, había salido de la sala junto al profesor Porta, y estaban hablando acerca de regresar a casa. La "expedición" al hospital quedaba para los invitados extranjeros...
Nacido en 1928, realiza la carrera de Medicina en la Universidad de Zaragoza. Se desplaza a París y a Estados Unidos, donde ejerce la docencia en las Universidades de Georgetown y de Maryland. En 1960 se incorpora a la Cátedra de Patología Médica del Hospital Clínico de la Universidad Complutense, obteniendo en 1996 la primera Cátedra de Neurología creada en dicha Universidad. Centenares de médicos y miles de pacientes han pasado por sus manos. Ha sido Presidente de la Comisión Nacional de Neurología de la World Federation of Neurology y Académico de número de la Real Academia de Doctores. También de la Real Academia de San Fernando, dada su extraordinaria vinculación con el mundo del arte. Artistas como Millares o Antonio López han sido testigos de esta auténtica pasión. Directos de los cursos de verano de la UCM en el Escorial, fue nombrado Catedrático Emérito de Neurología en 1999.
Una vida vinculada a un modelo de tenacidad investigadora: el de Ramón y Cajal. En el Congreso reseñado inauguró su presentación bromeando con su interés por la Neurología, con pegatina incluída, "I love Neurology". Pero, sobre todo, nos recordó algo esencial: que no hay mejor manera de mantener un cerebro activo que el ejercicio mental permanente y que ante una sociedad cambiante, llena de incertidumbre, en la que la prisa desbocada es ley, sólo el control de la mente puede propiciar un anclaje sólido. Y es que hay una palabra básica en el diccionario del profesor Portera, aquélla que siempre ha guiado su conducta y su labor investigadora: responsabilidad, responsabilidad con nosotros mismos y con los demás.

jueves, 1 de enero de 2009

Winter School 2009: Social Structures in Communication Networks



Entre los días 5 y 10 de enero de 2009 se ha celebrado en la Universidad de Lisboa, la "Winter School 2009: Social Structures un Communication Networks". La Escuela sirvió para presentar el Programa de Doctorado Internacional sobre Ciencias de la Complejidad, patrocinado por la Universidad lisboeta. El evento reunió a especialistas y estudiantes interesados en el análisis de cuestiones tales como la estructura formal de Internet y de otras redes sociales. El lunes, día 5, Jorge Louça, principal organizador de la Escuela, realizó la presentación, dando paso a Tanya Araújo. La profesora Araújo revisó las siguientes cuestiones: (1) las posibilidades reales de que los modelos de redes inspirados en la Biología, puedan servir para una mejor comprensión de las conductas de tipo macroeconómico; (2) dado que las estructuras de redes, tal y como funcionan en los sistemas biológicos, son redundantes más que óptimamente eficientes, sería pertinente clarificar la idea de eficiencia, frente a la de confiabilidad, en los entornos de tipo socio-económico. A continuación, Jorge Louça y David Rodrigues hicieron un recorrido en el uso de herramientas de visualización y análisis de redes dinámicas que, a los que habitualmente trabajamos con modelos de simulación computacional, nos resultó de mucha ayuda: NWB, PAJEK, GUESS y UCINET fueron introducidas.
El martes, día de Reyes, intervino por vez primera, el gran especialista John Symons, de la Universidad de El Paso, en Texas. Su primera aportación fue meramente propedéutica, para dar paso a las 19.30 h., a una ponencia, titulada "Computational models: prospects and pitfalls", en la que introducía algunas de sus recientes investigaciones. Y así, aludió al sugestivo tema de la emergencia en las redes sociales. El enfoque de Symons ofrece una alternativa a los modelos de emergencia basados en macro-propiedades. La emergencia no se restringe a macro-fenómenos sino que también aparece en la intersección de relaciones o redes. Symons asume una concepción anti-reduccionista de la conducta colectiva y distingue entre intencionalidad colectiva e individual. Dicha intencionalidad puede moldearse en sistemas multi-agente. Precisamente, al día siguiente, los profesores Louça y Rodrigues incluyeron en su charlas algunos instrumentos de simulación para entornos multi-agente, tales como MASON, NETLOGO y BREVE. El valor que tuvo una presentación como ésta fue más bien el incidir en las últimas evoluciones que van recibiendo estos lenguajes. El profesor Palla, de la Universidad de Budapest, cerró la jornada hablando sobre propiedades estadísticas en redes complejas. He de confesar que yo ya no pude estar presente durante esta jornada ni en las jornadas de cierre de la Escuela, los días 9 y 10. Por lo tanto, me quedé con las ganas de escuchar el viernes a los profesores Marinheiro y Lopes, así como de asistir el sábado a la "keynote talk" del profesor Sterbenz, de la Universidad de Kansas.
Desde aquí quiero agradecer a la Universidad de Lisboa el enorme esfuerzo que está realizando por situarse junto a París, Santa Fé y Texas, entre los primeros lugares del mundo en los que se está construyendo el nuevo paradigma de la Ciencia de los Sistemas Complejos, el paradigma del que Stephen Hawking ha aseverado que es la Ciencia del siglo XXI. Ni que decir tiene que nuestra comprensión del "sistema complejo más complejo" que conocemos, el cerebro humano, se verá enriquecida decisivamente por este enfoque que, como tierra prometida, se presenta como tarea en este siglo.
Os dejo aquí el vínculo de este evento: