viernes, 28 de diciembre de 2012

El mito de la representación de la conectividad en redes cerebrales



En la última década venimos asistiendo al fuerte auge de lo que se está dando en llamar la "Neurociencia de redes", esto es, el estudio de la conectividad de redes cerebrales, mediante técnicas procedentes de la teoría de grafos. Testigo es el libro de Olaf Sporns, "Networks of the brain" (2010), cuya portada sirve de acompañamiento gráfico a esta entrada del blog. Siendo muy loable la empresa y más si se refiere a la búsqueda de un conectoma o mapa de conexiones "privilegiadas" en el cerebro, desde aquí quiero alertar del peligro y de la simplificación a la que puede abocar este propósito. La frenología de Gall y su consiguiente localizacionismo, ya fueron objeto de abandono hace muchos años. ¿Queremos ahora anclarnos en una especie de localizacionismo cerebral pero ahora de redes? ¿Podemos sentirnos mínimamente satisfechos con representaciones llenas de colorines de carreteras "primarias" y "secundarias" en el cerebro humano?
La teoría de grafos, una de las herramientas primordiales usadas en este proceso representacional sirve para lo que sirve, pero no debería ser tomada como la bolita de cristal de los futuros videntes del cerebro humano. Veamos. Nos interesa estudiar la evolución de propiedades en las redes cerebrales, ¿no? La teoría de grafos al azar de Erdos y Renyi es una buena herramienta. Se trata de crear conjuntos de grafos en los que se definen distribuciones relevantes de probabilidad. Muy bien, esta aplicación ha resultado especialmente exitosa en las ciencias sociales, en el estudio de la conectividad en INTERNET, en grafos de mundos pequeños, como ponen de manifiesto las contribuciones de Watts, por ejemplo. ¿Sirve igual para estudiar la conectividad cerebral? Cuidado, no confundamos el uso de una simple herramienta formal con la realidad. Unas manos en posición cóncava sirven para retener agua pero ¿usaríamos éstas como el medio de transporte adecuado para acarrear grandes cantidades de agua? Y no estoy hablando aquí simplemente de complejidad bruta, estoy hablando de más cosas, como, por ejemplo, de enrevesadísimas mezclas de dinámicas: deterministas, no deterministas, estocásticas...O que nos hemos creído, ¿que el cerebro humano puede reducirse a una especie de cabeza de maniquí estudiable a través de modelos límite, cual si fueran arquetipos?
Vayamos a las redes dinámicas o redes EVS de Trofimova. Ok, son muy interesantes. Cambiamos la probabilidad de distribución de una propiedad según vayan variando los valores de los parámetros de control. Tienen de bueno el que permiten una fluctuación residual de las propiedades, es decir, que superado un umbral, una buena cantidad de redes exhibiría la propiedad pero no todas. Esto quizá se empiece a parecer algo más a la auténtica dinámica cerebral, frente a la distribución de la probabilidad como una delta de Dirac en los grafos de Erdos. No obstante, ¿cuántos parámetros de control tenemos en el cerebro y cómo están distribuidos? No estamos aquí haciendo referencia a las típicas cuestiones de emergencia vertical o de emergencia horizontal. Estamos aludiendo al uso de instrumentos formales para todo. Verdaderamente, ¿disponemos de la Matemática suficiente, a día de hoy, para estudiar la conectividad cerebral o pensamos que el desarrollo actual de la teoría de grafos es suficiente? Sinceramente, cuando en algún estudio leo que tal sincronización o desincronización entre redes cerebrales puede subyacer a la manifestación de un síndrome neurológico determinado, no sé muy bien qué estoy leyendo. Simplemente, no entiendo qué se me quiere dar a entender.

jueves, 1 de noviembre de 2012

Hanna Damasio y el estudio de la estructura cerebral


En octubre de 2012 la profesora Hanna Damasio ha sido investida Doctora Honoris Causa por la Universitat Oberta de Catalunya (UOC). Sirva esta breve entrada del blog para felicitarnos por ello y para homenajear a la galardonada.
Si hemos de hablar de la aplicación de las más vanguardistas técnicas de neuroimagen para el estudio detallado de la estructura cerebral, no podemos dejar de hablar de la profesora Damasio, la autora de la primera cartografía detallada del cerebro en imágenes y cuyo lugar ya está reservado en la Historia a la altura de pioneros como Brodmann. Ella ha abierto el camino para la conexión entre lesiones cerebrales o actividades de toma de decisiones y las aportaciones propiciadas por la tomografía computarizada, la resonancia magnética funcional o la tomografía por emisión de positrones. Ella es también la máxima experta mundial en el desarrollo de las técnicas de parcelación. Usando marcas anatómicas visibles, como las circunvoluciones, se señalan regiones de interés que incluyen desde el hipocampo hasta el cuerpo calloso, por ejemplo. En resonancia magnética tridimensional, las marcas de las regiones de interés son transferidas a rodajas paralelas al plano del rostro de la persona para definir la región en cada imagen. El volumen del área se suma para dar un valor global. Este proceso casi artesanal está empezando a ser automatizado actualmente (un poco como en el proyecto Cajal Blue Brain se está haciendo con la localización de las sinapsis y de las espinas dendríticas) pero hasta hace poco requería el trazo a mano por la experta mano de un anatomista. Como lo es, ante todo, Hanna Damasio, en la tradición de los mejores fisiólogos de todos los tiempos.

sábado, 6 de octubre de 2012

Nace NEURODIDACTA


La Fundación MAPFRE (www.mapfre.com/fundacion) y la Fundación del Cerebro (www.feeneurologia.com) acaban de anunciar la puesta en funcionamiento del portal "Neurodidacta" , una interesante iniciativa que busca transmitir información acerca de las principales enfermedades neurológicas a pacientes, familiares y al gran público, en general. Cuenta con el apoyo de la Sociedad Española de Neurología (SEN-http://www.sen.es/) y de una serie de asociaciones de pacientes. La página se estructura en torno a una serie de cursos que mencionamos a continuación y que están redactados por prestigiosos especialistas de la Neurología. Dichos cursos podrán ser descargados a través de la página web del portal    (http://www.neurodidacta.es/es/):

Curso: Enfermedad de Parkinson y otros trastornos del movimiento.

Módulo 0: Enfermedad de Parkinson. Epidemiología, etiología y manifestaciones clínicas
Dra. María Rosario Luquín Piudo. Neuróloga. Clínica Universitaria de Navarra.
Módulo 1: Alimentación
Dra. Rocío García Ramos. Hospital Universitario Clínico San Carlos. Madrid.
Módulo 2: Tratamiento
Dra. María Rosario Luquin Piudo. Neuróloga. Clínica Universitaria de Navarra.
Módulo 3: Tratamiento no farmacológico
Dra. Rocío García Ramos. Hospital Universitario Clínico San Carlos. Madrid.
Módulo 4: Complicaciones motoras
Dr. Juan Carlos Martínez Castrillo. Hospital Universitario Ramón y Caja. Madrid.
Módulo 5: Síntomas no motores
Dr. Juan carlos Martínez Castrillo. Hospital Universitario Ramón y Caja. Madrid.
Coordinadora: Dra. Rocío García Ramos.

Curso: Epilepsia

Módulo 1: Historia natural y factores precipitantes
Dr. F. Javier López. Neurólogo. Hospital Universitario de Santiago de Compostela.
Módulo 2: Epilepsia en la mujer y el embarazo
Dr. F. Javier López. Neurólogo. Hospital Universitario de Santiago de Compostela.
Módulo 3: Diagnóstico
Dra. Rosa Ana Sáiz Díaz. Neuróloga. Hospital Universitario Doce de Octubre. Madrid.
Módulo 4: Tratamiento
Dra. Rosa Ana Sáiz Díaz. Neuróloga. Hospital Universitario Doce de Octubre. Madrid.
Módulo 5: Cómo actuar ante una crisis
Dra. Rosa Ana Sáiz Díaz. Neuróloga. Hospital Universitario Doce de Octubre. Madrid.
Módulo 6: Cuestiones relativas a aspectos educativos y laborales
Dra. Asunción de la Morena. Neuróloga. Hospital Infanta Cristina de Parla. Madrid.
Módulo 7: Cuestiones relativas a aspectos sociales
Dra. Asunción de la Morena. Neuróloga. Hospital Infanta Cristina de Parla. Madrid.
Coordinadora: Dra. Rosa Ana Sáiz Díaz.

Curso: Enfermedad de Alzheimer y otras demencias

Módulo 1: La enfermedad de Alzheimer y otras demencias
Dr. Marcos Llanero Luque. Neurólogo. Hospital La Moraleja. Madrid.
Módulo 2: La persona con enfermedad de Alzheimer
Dr. Marcos Llanero Luque. Neurólogo. Hospital La Moraleja. Madrid.
Módulo 3: El Cuidador de la persona con enfermedad de Alzheimer
Dra. Miriam Eimil Ortíz. Neuróloga. Hospital de Torrejón. Madrid.
Módulo 4: La Prevención en la enfermedad de Alzheimer
Dra. Miriam Eimil Ortíz. Neuróloga. Hospital de Torrejón. Madrid.
Módulo 5: Tratamiento de la enfermedad de Alzheimer.
Dr. Carlos López de Silanes de Miguel. Neurólogo. Hospital de Torrejón. Madrid.
Módulo 6: La investigación en la enfermedad de Alzheimer
Dr. Carlos López de Silanes de Miguel. Neurólogo. Hospital de Torrejón. Madrid.
Módulo 7: Papel de las Asociaciones de Familiares de pacientes con Alzheimer
Dra. Miriam Eimil Ortíz. Neuróloga. Hospital de Torrejón. Madrid.
Coordinador: Dr. Marcos Llanero Luque.

Curso: Esclerosis múltiple y enfermedades desmielinizantes

Módulo 0: Introducción. Las 20 preguntas más frecuentes
Dra. Mar Mendibe Bilbao y Dr. S. Boyero. Neurólogos. Hospital de Cruces. Vizcaya.
Módulo 1: Diagnóstico.
Dra. Pino López Méndez. Neuróloga. Hospital Universitario Insular de Gran Canaria.
Módulo 2: Tratamiento específico.
Dra. Virginia Araña Toledo y Dr. Santiago Día Nicolás. Neurólogos. Hospital de Gran Canaria Dr. Negrín
Módulo 3: Tratamiento sintomático.
Dra. Virginia Araña Toledo y Dr. Santiago Díaz Nicolás. Neurólogos. Hospital de Gran Canaria Dr. Negrín
Módulo 4: Calidad de vida
Dra. Montserrat González Platas. Neuróloga. Hospital Universitario de Canarias. Tenerife.
Módulo 5: Generalidades
Dra. María del Pino Reyes Yánez. Neuróloga. Hospital Universitario Insular de Gran Canaria.
Módulo 6: Situaciones Especiales
Dra. María del Pino Reyes Yánez. Neuróloga. Hospital Universitario Insular de Gran Canaria.
Coordinador: Dr. J. Rafael García Rodríguez.

Curso: Enfermedad de Parkinson y otros trastornos del movimiento

Módulo 0: Enfermedad de Parkinson. Epidemiología, etiología y manifestaciones clínicas
Dra. María Rosario Luquin Piudo. Neuróloga. Clínica Universitaria de Navarra.
Módulo 1: Alimentación
Dra. Rocío García Ramos. Hospital Universitario Clínico San Carlos. Madrid.
Módulo 2: Tratamiento
Dra. María Rosario Luquin Piudo. Neuróloga. Clínica Universitaria de Navarar.
Módulo 3: Tratamiento no farmacológico
Dra. Rocío García Ramos. Hospital Universitario Clínico San Carlos. Madrid.
Módulo 4: Complicaciones motoras
Dr. Juan Carlos Martínez Castrillo. Hospital Universitario Ramón y Cajal. Madrid.
Módulo 5: Sintomas no motores
Dr. Juan Carlos Martínez Castrillo. Hospital Universitario Ramón y Cajal. Madrid.
Coordinadora: Dra. Rocío García Ramos.

Curso: Ictus y enfermedad cerebro-vascular

Módulo 1: Anatomía y semiología
Dr. José María Ramírez Moreno. Neurólogo. Hospital Universitario Infanta Cristina.
Módulo 2. Definiciones. Causas. Epidemiología
Dr. José María Ramírez Moreno. Neurólogo. Hospital Universitario Infanta Cristina.
Módulo 3: Prevención de las enfermedades cerebrovasculares
Dr. A. García Pastor y Dr. P. Sobrino García. Neurólogos. Hospital Universitario Gregorio Marañanón. Madrid.
Módulo 5: RehabilitaciónDr. Carlos Tejero. Neurólogo. Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa. Zaragoza.
Módulo 6: Complicaciones tras el ictusDr. Carlos Tejero. Neurólogo. Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa. Zaragoza.
Módulo 7: ReintegraciónDr. Carlos Tejero. Neurólogo. Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa. Zaragoza.
Módulo 8: Investigación
Dr. José María Ramírez Moreno. Neurólogo. Hospital Universitario Infanta Cristina.
Coordinador: Dr. José María Ramírez Moreno.

Curso: Enfermedades Neuromusculares

Módulo 1: Nuevas técnicas diagnósticas en enfermedades neuromusculares
Dr. Antonio José Gutiérrez Martínez. Neurólogo. Hospital Universitario Insular de Gran Canaria.
Módulo 2: Tratamiento sintomático y ayudas técnicas en las enfermedades neuromusculares
Dr. Antonio José Gutiérrez Martínez. Neurólogo. Hospital Universitario Insular de Gran Canaria.
Módulo 3: Dependencia
Dra. María de los Ángeles Ceballos Hernasanz. Neuróloga. Madrid.
Módulo 4: Fisioterapia respiratoria en las enfermedades neuromusculares
Dr. Alejandro Muñoz Fernández. Neumólogo. Hospital General de Elda. Alicante.
Módulo 5: Conceptos de accesibilidad para enfermedades neuromusculares
Dra. Lucía Galán Dávila y Dr. Óscar A. Cabeza Núnez - Milara. Neurólogos. Hospital Universitario Clínico San Carlos. Madrid.
Módulo 6: Nuevas terapias en las enfermedades neuromusculares
Dr. Antonio Guerrero Sola. Neurólogo. Hospital Universitario Clínico San Carlos. Madrid.
Coordinadora: Dra. Lucía Galán Dávila. 

Felicitamos a los promotores de esta excelente propuesta y nos congratulamos por la gran ayuda que va a suponer para la difusión del conocimiento de este tipo de patologías en toda la comunidad de habla hispana.

miércoles, 12 de septiembre de 2012

Mathematical Psychology in the University of Navarra: EMPG 2012

(Access the University of Navarra)
                                                          (Photo by Carlos Pelta)                                                
The annual Meeting of the "European Mathematical Psychology Group" (EMPG 2012) has been held at the University of Navarra (Pamplona, SPAIN), 29-31 August, 2012, and has been a great success. The key of this success has been Professor Christine Choirat, chair of the Meeting, whose excellent organization has been acknowledged by all concerned. Thanks to Professor Choirat and to the colaborators of the Faculty of Economics and thanks to the University of Navarra for receiving so favourably this Meeting. The next Meeting will be celebrated in Postdam (Germany).
Between some of the most interesting talks I will emphasize the following:
On Wednesday, Professor Jacqueline J. Meulman  (Leiden University) spoke in a plenary talk about the new approach developed in Leiden called nonlinear multidimensional data analysis. Professor Noventa (University of Padua) presented in colaboration with Professors Stefanutti and Vidotto, an analysis of item response theory and Rasch models based on the most probable distribution method. Professor Budescu (Fordham University) analyzed test-taking behavior showing that penalties for incorrect answers have detrimental effects for both Test-Takers and Test-Makers. Professor Hudry (Telecom ParisTech) showed the NP-hard nature of the computation of a linear order or of a complete preorder under remoteness conditions. Professor Doignon (Brussels) described a geometric interpretation of the relationship between the probability distribution on knowledge states and the derived distribution on response patterns. Professor Núñez-Antón in colaboration with Professors Arostegui and Quintana, talked about the comparation of the outcomes of eight techniques of logistic regression for studying data from depressive patients. Professor García-Pérez (Complutense University of Madrid) proposed a solution for the problem of residual analysis in contingency tables. Professor Carlos Pelta presented his computational system based on agents (PSICO-A) for teaching Psychology and the journey was closed by Professor Farina (Siena) with an experiment about choice reversal in anticipatory feelings.
On Thursday, Professor Rutherford (Keele University) developed a plenary talk about methodological problems concerning to the hypotheses to be tested in Psychology. Professor Colonius (University of Oldenburg) analyzed his Universal Fechnerian Scaling technique, a method for computing subjective distances among stimuli from their pairwise discrimination probabilities. In the afternoon Professors Erber, Goebel and Nan from Vienna, presented their systems for pattern recognition training by using visual feedback to the amputee.
Undoubtely the most emotive presentation of the Meeting was developed by Professor Jean-Claude Falmagne (University of California, Irvine), pioneer of the Mathematical Psychology and founder member of the European Mathematical Psychology Group. Professor Falmagne remembered the contribution and aspects of the life of the late Professor and friend Duncan Luce, one of the most important mathematical psychologists in 20th century.
Professor Alcalá-Quintana described an extension of her indecision model in psychophysics for producing second choices that are consistent with empirical data obtained under a second-choice paradigm without resorting to the increasing-variance assumption. The model uses a proper two-alternative forced-choice (2AFC) task with a three response format. Just at that moment Professor Laming (University of Cambridge) established a correlation between the 2AFC paradigm and data corresponding to psychophysics.
On the last day Professor Pigozzi (Paris Dauphine) developed an interesting plenary talk about her application of the labeled deductive systems theory to the psychological aspects of the argumentation. Professor Suck (University of Osnabrück) introduced his investigations about set valued random variables and Professor Induráin (UPN) spoke about results concerning to separability properties relative to semiorders (results obtained in colaboration with Professor Estevan and professors Candeal and Gutiérrez-García). Finally Professors Stefanutti, de Chiusole and Spoto (University of Padua) introduced their ideas on the basic local independence model, a restricted latent class model for probabilistic knowledge structures.

jueves, 2 de agosto de 2012

2012 European Mathematical Psychology Group Meeting (EMPG 2012)


Del 29 al 31 de agosto de 2012 tendrá lugar en la Facultad de Económicas de la Universidad de Navarra (Pamplona), el "12 Mathematical Psychology Group Meeting" (EMPG 2012). Esta prestigiosa reunión anual está organizada por la profesora Christine Choirat (Universidad de Navarra) y colaboran en la misma los profesores Carmen Aranda, José Luis Álvarez, Teresa Erroz, Marisa Oroz, Isabel Rodríguez, Stella Salvatierra y Raffaello Seri. El Comité Científico lo integran los profesores Denis Bouyssou, Hans Colonius, Jean-Paul Doignon, Jean-Claude Falmagne, Olivier Hudry, M. Ángel García-Pérez, Thierry Marchant y Esteban Induráin Eraso.

Los tres ponentes plenarios serán Jacqueline J. Meulman (Universidad de Leiden), Gabriella Pigozzi (Universidad de París Dauphine) y Andrew Rutherford (Universidad de Keele). El autor de este blog, Carlos Pelta, presentará el día 29, por la tarde, su desarrollo de un Sistema Tutor Inteligente para el aprendizaje de la Psicología. En el mes de septiembre publicaremos una recensión que resuma algunas de las contribuciones más interesantes de este Encuentro.

El amable lector podrá encontrar, a continuación, el enlace al programa de este importante evento de la Psicología en nuestro continente:

martes, 10 de julio de 2012

Un encuentro con las Neurociencias en Madrid


Como ya se anunció en este blog, patrocinado por la Fundación Ramón Areces y organizado por José Luis Muñiz Gutiérrez (CIEMAT), tuvo lugar en Madrid el Simposio Internacional sobre "Neurociencias Madrid 2012". La magna reunión tuvo lugar en el Salón de Actos de la Fundación en Madrid y congregó a 16 expertos que disertaron acerca de todos los aspectos de la Neurociencia actual, desde la microestructura neuronal hasta la neurorregeneración.
El autor de este blog pudo acudir a algunas de las charlas y a continuación resaltará algunos de los aspectos más interesantes de las mismas.
En su intervención titulada "Sueño, conciencia y complejidad", el profesor Enzo Tagliazucchi (Goethe Universidad en Frankfurt), tras exponer los principios de la Electroencefalografía y tras constatar el carácter unitario de la conciencia, entendida ésta como la integración de procesos dinámicos (Tononi), expuso su hipótesis de la Integración/Segregación para analizarla. La conectividad consciente se daría en grupos neuronales integrados pero a la vez segragados, es decir, colectivos neuronales unidos a otros mediante "hubs" o conexiones de pocos nodos. La modularidad se vería incrementada durante el sueño, dándose un balance entre integración y segregación y, a su vez, entre correlación intramodular e intermodular. Obviamente, quedan muchas preguntas por resolver, al respecto como, por ejemplo, el origen de las fluctuaciones espontáneas.
El doctor Celso Arango impartió una interesante charla titulada "Aplicaciones clínicas de la imagen médica en la psiquiatría/salud mental". Hemos avanzado mucho en la investigación neurológica en las últimas dos décadas pero nos siguen faltando buenos comparadores normales. Expuso los trabajos del grupo del profesor Desco, en los que niños con talento matemático activaban los dos hemisferios cerebrales a la vez.
Muy reveladora para el autor de este blog fue la conferencia del profesor Hernández Tamames (Fundación Reina Sofía). De hecho, algunas de sus referencias teóricas y bibliográficas me servirán para mi propia investigación y por ello no puedo estarle más que agradecido. Realizando un completo repaso sobre técnicas de Neuroimagen y sobre técnicas de grafos comparando fenotipos, el profesor nos presentó árboles de conexiones cerebrales y los estudios de activación del córtex etorrinal realizados por su grupo de investigación. Los cambios en la volumetría de la sustancia blanca producidos en los cerebros de sujetos sometidos a entrenamiento mental con videojuegos, me llamaron mucho la atención.
El profesor Janssen (Hospital Gregorio Marañón) nos introdujo al ámbito de la neuroimagen estructural en adolescentes con psicosis y autismo. Sus resultados sobre menor girificación en el cerebro de pacientes con psicosis inicial, nos parecieron dignos de consideración.
Fascinante fue el marco experimental propuesto por el profesor Carmena (Universidad de Berkeley) y su grupo sobre el control cerebral de diversas prótesis. Variando muy ingeniosamente tareas de control manual de una palanca por macacos, encontraron la estabilidad de un circuito de 15 neuronas durante 20 días. La estabilidad de ese circuito neuronal facilitaría la memoria protésica motora.
La última sesión a la que pude asistir fue impartida por la investigadora Nazareth Castellanos (Centro de Tecnología Biomédica). Realizó un repaso de la Magnetoencefalografía, exponiendo tanto sus puntos fuertes como sus débiles y habló sobre la máquina Elekta Neuromag de 360 canales, recién adquirida por el equipo de investigación del profesor Fernando Maestú. Los estudios de Castellanos y colaboradores se han centrado últimamente en la elaboración e interpretación de caracterizaciones topológicas de redes neuronales en pacientes con problemas neurológicos.

Finalizamos agradeciendo a la Fundación Areces, al profesor Muñiz y al CIEMAT su excelente iniciativa por acercar al público universitario y al público en general a los sugerentes recovecos de la Neurociencia. No creo que durante este año, un acontecimiento como éste y tan estupendamente organizado, haya tenido parangón en toda Europa. Sin duda, en tiempos tan difíciles como los presentes es una excelente noticia tanto compromiso con la divulgación científica.

lunes, 18 de junio de 2012

"Neurociencias Madrid 2012"

Los días 4 y 5 de julio de 2012 tendrá lugar el Simposio Internacional, "Neurociencias Madrid 2012: desde la neurona a las redes, desde los modelos de cerebro hasta la neurregeneración". Patrocinado por la Fundación Ramón Areces y coordinado por el profesor José Luis Muñiz Gutiérrez (CIEMAT), un prestigioso elenco de neurocientíficos ilustrará al público universitario y al público interesado, en general, sobre los últimos avances en el interdisciplinar campo de la Neurociencia. Agradecemos a la Fundación Ramón Areces su apuesta por el patrocinio de un acto de estas características y de esta importancia. Sin duda, demuestra una exquisita sensibilidad en la difusión de la ciencia de alto nivel en nuestro país. Agradecemos al profesor Muñiz sus desvelos y su trabajo por organizar un evento de tal magnitud. Finalmente, agradecemos a todos los ponentes su presencia. Seguro que la audiencia encontrará una muy buena excusa para la reflexión y el estímulo intelectual al acudir a estas Jornadas. Enhorabuena a todos por la iniciativa.
Los lectores de este blog encontrarán en el mes de julio una detallada reseña de aquellos aspectos de este Simposio de los que haya podido disfrutar el autor del mismo. A continuación podrán encontrar el Programa
  (http://www.fundacionareces.es/fundacionareces/portal.do?IDM=35&NM=1)

Programa

Coordinador:

José Luis Muñiz

Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT).

Presidente Grupo de Física Médica de Real Sociedad Española de Física (RSEF).

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Miércoles, 4 de julio

9:30 Apertura: Raimundo Pérez-Hernández y Torra

Director de la Fundación Ramón Areces.

María del Rosario Heras Celemín

Presidenta de la Real Sociedad Española de Física. (RSEF).

José Luis Muñiz

Presidente del Grupo de Física Médica de la Real Sociedad Española de Física (RSEF).

Coordinador del Simposio.

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10:00 La neurona de Jennifer AnistonRodrigo Quian Quiroga

Department of Engineering. University of Leicester. Reino Unido

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10:40 Estudio de la conectividad funcional en registros de alta densidad: cuando más es menosErnesto Pereda

Departamento de Física Básica. Universidad de La Laguna. Tenerife.

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11:20 Redes Complejas y epilepsia del lóbulo temporal. Focalizando fuera del foco la causa de las crisis focalesGuillermo Ortega

Unidad de Referencia Nacional para el Tratamiento de Epilepsia Refractaria.

Hospital Universitario de La Princesa. Madrid.

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12:00 Descanso

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12:30 Sueño, conciencia y complejidadEnzo Tagliazucchi

Goethe-University Frankfurt. Alemania.

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13:10 Visualización microscópica del cerebro desde los tiempos de Cajal hasta nuestros díasJavier de Felipe

Centro de Tecnología Biomédica (CTB). Universidad Politécnica de Madrid.

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13:50 Descanso

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16:00 Ritmos cerebrales buenos y malos: estudiando la dinámica neuronal normal y epilépticaLiset Menéndez de la Prida

Instituto Cajal. CSIC. Madrid.

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16:40 La física del "dolce far niente", ¿Qué hace el cerebro cuando no hace nada?Dante Chialvo

Neurophysiology Laboratory. University of California, Los Angeles. EE.UU.

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17:20 Aplicaciones clínicas de la Imagen Médica en la psiquiatría/salud mentalCelso Arango

CIBERSAM. Hospital General Universitario Gregorio Marañón. Madrid.

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18:00 Resumen día 1/Mesa Redonda

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Jueves, 5 de julio

10:00 Neuroimagen por Resonancia en Enfermedades Neurodegenerativas y NeurológicasJuan Antonio Hernández Tamames

Laboratorio de Neuroimagen del Centro de Tecnología Biomédica. Universidad Politécnica de Madrid.

Laboratorio de Análisis de Imagen. Universidad Rey Juan Carlos.

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10:40 Neuroimagen estructural en adolescentes con psicosis y autismoJoost Janssen

CIBERSAM. Hospital Universitario Gregorio Marañón. Madrid.

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11:20 Interfaces Cerebro-Máquina: aplicaciones básicas y clínicasJosé M. Carmena

Brain-Machine Interface Systems Laboratory.

University of California, Berkeley. EE.UU.

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12:00 Descanso

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12:30 Estudio de la recuperación del daño cerebral mediante MEGNazareth P. Castellanos

Laboratory of Cognitive and Computational Neuroscience. UCM-UPM. Centre for Biomedical Technology.

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13:30 Inmunología y Sistema Nervioso: conceptos básicos y aspectos clínicosJuan Antonio García Merino

Servicio de Neurología.

Hospital Universitario Puerta de Hierro Majadahonda.

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13:50 Descanso

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16:00 Células Madre neuronales. Caracterización electrofisiológica y desarrollo de una terapia celular para el tratamiento del Ictus IsquémicoJosefina María Vegara Meseguer

Universidad Católica San Antonio de Murcia.

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16:40 Terapia celular en Esclerosis Lateral Amiotrófica: del laboratorio a la clínicaJonathan Jones*, Mª Carmen Viso, Diego Pastor, Salvador Martínez

(*) Instituto de Neurociencias. Universidad Miguel Hernández. San Juan, Alicante.

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17:20 Nuevas perspectivas en neurorregeneración: terapia celular aplicada a la discapacidad neurológicaJesús Vaquero

Servicio de Neurocirugía. Hospital Universitario Puerta de Hierro Majadahonda.

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jueves, 29 de marzo de 2012

Neuronal Noise


Acaba de salir un interesante libro publicado por la editorial Springer, llamado "Neuronal Noise" y cuyos autores son Alain Destexhe y Michelle Rudolph-Lilith. Ambos son investigadores del CNRS francés, en concreto de la Unidad de Neurociencia, Información y Complejidad de París.
Quizá el aspecto más llamativo de la actividad cortical sea su extremada irregularidad, lo cual contrasta con nuestros sistemas electrónicos basados en chips de silicio. Dada le enorme conectividad sináptica cortical y dado que las neuronas del neocórtex se activan espontáneamente entre los 5 y 20 Hz, no es de extrañar que se produzcan fluctuaciones intensas que, con cierta liberalidad terminológica, los autores denominan "ruido". ¿Cómo se pueden obtener modelos que reflejen las principales propiedades del ruido sináptico? Destexhe y colaboradores introdujeron un modelo estocástico simplificado, llamado el modelo de puntos de conductancia. En este modelo pueden cambiarse las conductancias de manera independiente.
Usando un modelo de Hodgkin-Huxley y modelando el ruido como un proceso estocástico efectivo, los autores encontraron que la célula es capaz de discriminar frecuencias (más allá de 150 Hz) con mucha precisión y manteniendo constante la frecuencia de activación. Una serie de interesantes propiedades se derivan, como son la variabilidad en las descargas, la resonancia estocástica, la detección de correlaciones por parte de las células piramidales o un procesamiento temporal capaz de detectar coincidencias. Pero quizá la propiedad más sorprendente del ruido sináptico neuronal se encuentra en las células del tálamo. Bajo condiciones similares al comportamiento "in vivo", cambian radicalmente las propiedades de transferencia entre estas neuronas.
En el capítulo séptimo, los autores analizan los principales modelos matemáticos empleados en la descripción del ruido sináptico. Uno de los modelos más investigados es el llamado modelo Gaussiano de "ruido blanco", un modelo aditivo que, aunque proporciona una buena aproximación, solo permite una descripción parcial. Un nuevo acercamiento basado en el formalismo de Ito permite una exploración matemática más rigurosa pero presenta limitaciones a la hora de capturar las propiedades espectrales del sistema estocástico subyacente. No obstante, los autores apuestan por la utilidad de dicho formalismo para analizar el ruido sináptico.
El libro finaliza con la exposición de casos experimentales y con el análisis de algunas conclusiones. Y así, el ruido es caracterizado en diversas preparaciones "in vivo", tales como en estados artificialmente activados bajo anestesia; de hecho, en gatos despiertos y dormidos las fluctuaciones de la conductancia son habitualmente mayores que para la excitación.

sábado, 18 de febrero de 2012

Haim Sompolinsky


El profesor Haim Sompolinsky de la Universidad Hebrea de Jerusalén, recibió en el mes de Diciembre el prestigioso premio Swartz concedido por la Sociedad de Neurociencia. Con una dotación de 25.000 dólares reconoce la importante contribución de este gran físico que, usando las herramientas de la Física Estadística, ha diseñado el "modelo en anillo" para el estudio de los circuitos neuronales y su funcionamiento en la memoria a corto plazo y en los procesos de toma de decisiones. Precisamente a este modelo dedicamos nuestra entrada del mes.
Una red en forma de anillo consiste de N neuronas formando un anillo, de forma tal que la neurona i es etiquetada por un ángulo que resulta del producto de 2pi por i dividido por el número N de neuronas. En el caso más simple cada neurona es conectada a las otras mediante un peso sináptico J dependiente de la distancia angular entre ellas. Para Ji mayor que 2, el patrón de actividad se convierte inestable y hay que considerar una solución no lineal. La actividad es pues un coseno truncado en alguna distancia desde su punto máximo. La localización del punto máximo es arbitraria y cuando Ji es mayor que 2, el sistema posee una variedad de estados llamada el atractor del anillo. El sistema se sitúa en una fase marginal dado que los estados estacionarios a lo largo del anillo se mantienen estables frente a todas las perturbaciones, excepto aquellas que producen un traslado de la actividad a lo largo del anillo.
Una importante propiedad del atractor es la invarianza de la actividad a los cambios en la intensidad del estímulo. La dificultad proviene del llamado "efecto iceberg", causado por la presencia de la activación neuronal en su umbral. Cuando la intensidad del estímulo cambia, el valor del primer estímulo cambia y permanece constante cuando el contraste estimular varía.
Una característica central del atractor en forma de anillo es que incluso en el estado espontáneo del cerebro, el circuito cortical debe generar espontáneamente patrones de actividad asemejándose a los activados por los estímulos sincrónicos. Ante la ausencia de estímulos se hace necesaria la incorporación de actividad espontánea añadiendo ruido. Al añadir ruido, el régimen homogéneo del diagrama de fases corresponde al caso en el que la solución es estable. En el régimen inestable no hay una solución finita estable. La transición entre regímenes se corresponde a una línea de inestabilidad, caracterizándose el estado espontáneo por pequeñas fluctuaciones de actividad en torno a un solo estado homogéneo, incluso en un régimen en el que el estado activado exhibe un atractor anular. ¿Cuál es la robustez de este atractor? Inicialmente depende de la isotropía del sistema, una característica poco realista de los sistemas biológicos. Posibles mecanismos homeostáticos han de ser formulados para compensar los efectos de la falta de homogeneidades.

sábado, 21 de enero de 2012

NEURON: un entorno para simular redes neuronales


Comentamos en este artículo algunos aspectos relevantes del entorno de simulación computacional NEURON, tal y como aparece reflejado en el libro de Cambridge University Press, y cuya autoría corresponde a Nicholas T. Carnevale y Michael L. Hines. Inicialmente, NEURON fue diseñado para la modelización de neuronas individuales pero, desde hace ya tiempo, se emplea para simular redes. Para crear y usar un modelo de redes, hay que empezar definiendo los tipos de células, situar cada célula en la red, conectar las neuronas y ajustar los parámetros y los controles para hacer correr las simulaciones. Partiendo de una red totalmente conectada, cada célula se proyecta a las demás células pero nunca a sí misma. Las neuronas se activan espontáneamente y cada una tiene su propio intervalo entre potenciales. Cada potencial es seguido por una hiperpolarización del estado de la membrana que decae exponencialmente a un nivel por encima del umbral.
El valor inicial por defecto de todos los pesos sinápticos es 0 pero la herramienta NetWork Builder permite cambiar los pesos. Junto a ArtCellGUI se consigue una completa especificación de un modelo para redes. Pero la red todavía no existe y hay que pulsar el botón Create. Para observar qué hace la red, hay que apretar el botón de SpikePlot, el cual mostrará los trenes de ondas de entrada y de salida. Un panel de RunControl facilitará el control de la simulación y hará uso de un mecanismo de integración adaptativa para conseguir rápidas simulaciones a través de pasos temporales globales o locales. El panel de VariableTimeStep permite utilizar pasos temporales globales, que son los más adecuados para modelizar células sencillas o redes perfectamente sincrónicas.
Para cambiar las propiedades de una red neuronal existente se usa la herramiente NetReadyCellGUI. De hecho, habría que emplear una instancia separada de la herramienta para cada tipo diferente de modelo neuronal biofísico. El NetReadyCellGUI tiene su propio CellBuilder para especificar la topología, geometría y las propiedades biofísicas más una herramienta SynapseTypes que sirve para añadir mecanismos sinápticos a la célula. Sin embargo, los cambios realizados mediante NetReadyCellGUI no afectan a una red ya existente, por lo que es necesario salvar el archivo de la sesión, salir de NEURON y reiniciar y recargar el archivo de la sesión. Aunque los cambios pueden ser hechos en el NetWork Builder, lo mejor es ir a Create off y realizar los cambios necesitados, salvando el archivo y saliendo de NEURON.