Tag Archives: cervell

VdlS – La invasió dels lladres de cossos

El que acabeu de veure és un paràsit en plena acció. Però tal i com explica molt bé (*) Sir Richard Attenborough en aquest documental de la BBC, no es tracta d’un paràsit normal.

El parasitisme és una relació freqüent entre dos organismes a la Natura. Fins i tot hi ha qui afirma que la meitat dels éssers vius són paràsits, ja que cada espècie té com a mínim un paràsit que s’aprofita d’ella. Deixant de banda que això sigui cert o no, és clar que els paràsits han creat tot tipus d’estratègies per continuar el camí de l’evolució.

Entre els paràsits, sovint hi trobem fongs. I entre aquests, n’hi ha molts del gènere Cordyceps (aquí en teniu una mica més d’informació wikipèdica) especialitzats en atacar insectes, motiu pel qual s’anomenen entomopatològics. Cada espècie de Cordyceps afecta una espècie concreta d’insecte, de manera que la seva evolució conjunta es converteix en una lluita per desempallegar-se del fong o continuar aprofitant-se de l’hoste.

La particularitat d’aquest cas en concret (posem-li nom d’una vegada: Cordyceps unilateralis), però, és que no només parasita el seu hoste (la formiga fustera, Camponotus leonardi), sinó que el converteix en un autòmat al seu servei. Un cop les espores del fong s’introdueixen al cervell de la víctima, comencen a alterar el seu comportament. L’objectiu és dirigir la formiga afectada cap a una zona concreta dels arbres, amb la temperatura i humitat adequades per al creixement del miceli (el cos) i l’esporangi (el bolet en si) del fong. Un cop allà, obliga la formiga a ancorar les seves mandíbules a les fulles i l’immobilitza. La pobra víctima mor, però encara farà dues últimes funcions per al seu paràsit: li servirà d’aliment i, també, de “test” on crèixer còmodament per generar noves espores. El resultat és evident en el vídeo, oi?

Cordyceps en acció sobre una de les seves víctimes

Sembla, a més a més, que aquesta manera d’actuar ve de lluny. Concretament, recentment s’han trobat pistes que mostren que fongs i formigues van entaular la relació actual fa com a mínim 48 milions d’anys. Podeu llegir-ho a Amazings.es, un projecte de creació recent portat per bloggers veterans, i que queda apuntat al blogroll d’iCIENTIFICats. A l’article podreu trobar més informació sobre la descoberta dels 48 milions d’anys, gràcies a un fòssil d’una fulla que presenta les marques característiques de les mandíbules de les formigues infectades.

[Em vaig oblidar de dir-vos que vaig descobrir l’article gràcies al twittero @DoctorMoriarty i al seu tumblr. Tots dos s’han de descobrir.]

(*) A la descripció del vídeo a YouTube, al peu, podeu trobar-hi tot el text de la narració en anglès, per cortesia de la gent de FreeScienceLectures. Ho sento, però no he trobat res amb subtítols…

Coneixeu altres casos semblants a aquest? Quins? Podeu parlar-ne als comentaris, i també remarcar que la Natura és cruel (i un pèl fastigosa) a vegades. Si us interessa la qüestió, no deixeu de veure alguns dels vídeos relacionats que us ofereix YouTube.

5 comentaris

Filed under Biologia, Curiositats, Vídeo de la Setmana (VdlS)

Què ens fa humans? – I. Per començar…

…us recomano la lectura d’aquest article de Público, publicat a principis de 2009, titulat justament ¿Qué nos hace humanos?

I doncs, fet? Fantàstic! Més avall el comentarem, però abans plantegem una mica el perquè d’aquesta sèrie de posts que comença avui.

Què ens fa humans? És un dels grans interrogants que la Ciència intenta respondre. I pel que es veu, alguns lectors d’iCIENTIFICats també volen trobar-hi resposta, tal com demostra aquest comentari de l’Anna. El seu gran problema, i la seva gran virtut, és que és una pregunta molt i molt complexa.

En primer lloc, perquè ens podem plantejar la qüestió a diversos nivells. És clar que podem intentar aclarir quines són les característiques físiques que ens permeten distingir-nos com a humans, però  també quines són les bases genètiques d’aquestes característiques. Ens podem preguntar quines parts del nostre organisme són únicament humanes, però també és lògic que ens interroguem sobre l’origen de la nostra pròpia consciència. És més, fins i tot podem preguntar-nos com aquestes capacitats físiques úniques han donat lloc a un element tan especial com és aquesta consciència, i com unes i altra interaccionen per fer-nos com som.

I en segon lloc, perquè alguns dels sovint considerats trets exclusivament humans potser no ho eren tant en realitat. Amb el pas dels anys, el coneixement que hem adquirit sobre nosaltres mateixos—i sobre el món que ens envolta—ha situat l’espècie humana cada vegada més a prop de la resta d’éssers vius, i més lluny de la posició de superioritat on la situaven la majoria de mitologies tradicionals. El procés que va iniciar-se amb Galileu i Kepler desplaçant la Terra del centre de l’Univers ha avançat una mica més els darrers anys: la seqüenciació del genoma humà el 2000 va demostrar que els éssers humans tenim si fa no fa el mateix nombre de gens que qualsevol altra espècie de mamífers, al voltant de 25.000 o 30.000 (font: Wikipedia, Nature). Aquest nombre es troba força lluny dels 50.000 o 100.000 que alguns especialistes havien predit, i que ens haurien situat en una posició privilegiada com a espècie. Estudis més recents també han demostrat que les nostres proteïnes són pràcticament idèntiques a les dels nostres parents evolutius més propers, els ximpanzés.

Portada del número de Science on va aparèixer el primer esborrany del genoma humà

Aquest darrer aspecte era precisament el punt de partida de l’article de Público. Va ser el primer que vaig llegir en començar a pensar en aquesta sèrie de posts que aniré publicant, i realment és el millor inici possible. Com heu pogut veure, és un bon resum de les respostes que s’han donat fins ara a la pregunta, i com sembla que s’han anat descartant moltes d’aquestes possibles solucions.

L’article mostra que aspectes que semblaven purament humans, com el llenguatge, la fabricació d’eines, o fins i tot la transmissió d’una cultura entre generacions, apareixen també—tot i que sovint només dins del laboratori—entre els ximpanzés. A banda d’això, tot i que el nostre cervell és unes quatre vegades més gran que el d’un ximpanzé, només tenim un 125% més de neurones, el que fa més difícil interpretar les diferències de mida. La resposta es podria trobar en els astròcits, cèl·lules del sistema nerviós que fins ara es creia que servien només com a “suport vital” de les neurones (tot aportant-los nutrients), però encara no s’ha confirmat.

Com ja hem dit abans, aquestes diferències orgàniques i perfectament visibles han de tenir una base a una escala més reduïda, a nivell dels gens. Hem vist ja que la resposta no és una qüestió de quantitat, ja que el nombre de gens als humans és molt similar al d’altres mamífers, i gairebé no difereix del de la resta de simis. Cal pensar, doncs, que és un assumpte de qualitat; però sembla que tampoc així arribem a una resposta satisfactòria: les comparacions gen a gen  revelen una diferència màxima entre els genomes del 5%, mentre que les proteïnes són virtualment idèntiques.

La clau per resoldre l’enigma es pot trobar en un punt intermig. Tal i com apunten els investigadors citats a l’article, la comparació dels genomes en conjunt (no gen a gen) ha demostrat que hi ha un fragment d’ADN, amb una única còpia en humans, que és molt més abundant als ximpanzés i als goril·les. Aquests “gens que es copien i salten“, com els anomenen en l’article, són en realitat transposons o elements mòbils d’ADN (en teniu informació a la Wiki, i una explicació més completa a l’obra de referència Molecular Biology of the Cell, d’Alberts i col·laboradors). Es tracta de seqüències d’ADN, que poden o no contenir gens “que funcionin”, amb la capacitat de replicar-se (copiar-se) i inserir-se (saltar) en altres llocs del genoma. Això a vegades pot provocar mutacions, desplaçaments de la pauta de lectura que s’utilitza per a fabricar proteïnes, etc. amb efectes clarament negatius. També és possible, però, que no tinguin cap efecte en absolut o que—com en aquest cas—puguin modificar lleugerament els nivells de proteïna que es produeixen a partir de gens situats al costat. D’acord amb la hipòtesi que es planteja, la diferència en la “qualitat” (canvis a la seqüència d’ADN) podria causar petites alteracions en la “quantitat” de proteïna, suficients per donar lloc a la “humanitat”.

Aquest transposó només presenta una còpia en humans. Podria ser a l'arrel de la "humanitat". La imatge il·lustra l'article de Público

Tot i que caldran més estudis i més recerca, ja tenim un bon punt de partida per intentar entendre què ens defineix. De fet, avui, no pretenia res més. Durant els propers mesos, sense un periodicitat fixada, a iCIENTIFICats anirem comentant aspectes com la consciència d’un mateix, la cultura, el llenguatge… per veure si ens diuen una mica més qui som. És probable que, quan ens hi posem, parlem de biologia i de química, però també de llengua o filosofia. Bé, tot això és Ciència.

Espero, desitjo, que sigui un tema que us atregui, que us piqui la curiositat, que us porti a plantejar-vos la pregunta i donar-hi les vostres pròpies respostes. Benvinguts a la gran PREGUNTA!

6 comentaris

Filed under Antropologia, Biologia, Història de la Ciència, Recerca, Visions

Louann Brizendine – El cerebro femenino

Fa ja més de dos anys i mig que aquest llibre em va caure a les mans. Un bon amic, amb el qual sovint fem broma sobre les dificultats que tenim a vegades per entendre les dones—i no us parlo de les dificultats d’elles per entendre’ns a nosaltres!—, me’l va regalar en pensar que seria una bona eina per avançar en la solució dels nostres “problemes”. Permeteu-me, doncs, que comparteixi els mèrits (i demèrits) d’aquest post amb ell: Gràcies, Gerard!

Després d’aquest temps, finalment he pogut dedicar part d’aquestes tres darreres setmanes a llegir-lo. Val a dir que, en començar-lo, em vaig sentir una mica atacat com a home i em va assaltar la temptació de tornar-lo a la prestatgeria. Vaig aconseguir, però, oblidar-me de susceptibilitats i dominar la meva masculinitat ofesa, i passar de les primeres pàgines. Un cop aconseguit això, el llibre va resultar una lectura agradable i curiosa.

La portada de l'edició espanyola del llibre

Plantejat com un viatge al llarg de la vida de la dona, el text de Louann Brizendine (Wiki, en anglès, i pàgina oficial) ens explica com canvia el cervell femení durant tots aquests anys. Comença abans del naixement, detallant les principals diferències que ja a l’úter matern marquen els cervells d’homes i dones, i arriba fins a l’època posterior a la menopausa. Entremig, para una atenció especial a les èpoques que marquen clarament la vida d’una dona, com són la pubertat i els embarassos. No s’oblida tampoc de detallar-nos què passa al cap d’una dona quan s’enamora, com canvia el seu cervell al llarg del cicle menstrual i quins efectes hi té el sexe.

Tot el text gira al voltant de les hormones i dels seus efectes al cervell. És evident que les hormones no afecten només el cervell femení, però sí que es cert que pateixen moltes més “tempestes” hormonals al llarg dels anys que no pas nosaltres. D’acord amb el que explica Brizendine, els canvis induïts per les hormones s’inicien durant el desenvolupament embrionari: l’explosió de testosterona que es dóna als fetus masculins provoca la mort de moltes neurones pròpies dels circuits cerebrals de comunicació. A partir d’aquestes diferències de partida, que l’autora il·lustra dient que aquests circuits són com autopistes de 8 carrils en les noies i com una carretera comarcal en els “poc comunicatius” homes, el funcionament dels cervells masculí i femení divergeix ja per sempre.

Louann Brizendine, l'autora del llibre

Des d’aquest moment, el cervell de les dones anirà canviant a mesura que es vegi sotmès a les tempestes que abans comentàvem: una pubertat en què es comencen a produir estrògen i progesterona en gran quantitat, un cicle menstrual regit pels pics de totes dues hormones (que determinen els canvis d’humor habituals), un enamorament apassionat guiat per l’oxitocina, la complicada interacció entre el sistema endocrí de mare i fill a l’embaràs… Totes aquestes modificacions expliquen la manera de ser de les dones: determinen el major creixement de determinades zones del cervell, afecten les emocions i la manera de reaccionar-hi, i marquen la manera com les dones estableixen les relacions socials. El llibre explica també com tots aquests mecanismes s’han anat establint i afinant durant l’evolució, fonamentalment amb un gran objectiu: garantir la supervivència dels fills.

Com ja he dit, el llibre ha estat una lectura curiosa i amena: està ben escrit, no es fa pesat, i les explicacions que planteja semblen prou aplicables al dia a dia. Tots sabem que homes i dones actuem de manera diferent, sovint fins i tot sembla que pensem de maneres diferents. Tot i això, cal dir que el contingut és discutible… i discutit. Tal i com podeu veure a l’article de la Wikipedia sobre el llibre, el dedicat a l’autora de més amunt, o en aquest altre enllaç, hi ha força crítics que afirmen que al llibre li manca rigor científic. Alguns consideren que certes afirmacions, entre les quals les més impactants com les referides a la loquacitat extrema de les dones, no estan documentades ni recollides en cap text sòlid. Es critica també àmpliament que Brizendine tregui conclusions extremes, i aplicades a tota la població femenina o masculina, de mitjanes de corbes estadístiques amb un gran solapament. Per últim, no falten els qui pensen que el llibre simplement contribueix a reforçar alguns tòpics de la guerra de sexes.

Per la meva banda, i he trobat també alguns arguments en aquest sentit a Internet, penso que Brizendine peca d’una simplificació excessiva en reduir el que passa al cervell femení simplement a la química. És evident que aquesta és la base orgànica sobre la qual s’han construït la nostra consciència, emocions i caràcter, i que no ens n’hem d’oblidar. En paral·lel, però, no es pot obviar l’efecte que l’entorn i la cultura tenen a l’hora de definir-nos, i que en bona part actualment redueixen les diferències purament orgàniques. Quan tracta aquestes qüestions al llibre, l’autora les acaba portant sempre al regne de les hormones i els neurotransmissors, de nou transmetent-nos la idea que el cervell femení es defineix només a través de les seves interaccions. És probable que l’autora es limiti a aquests aspectes perquè són els que més domina (és fundadora de la Women’s Mood and Hormone Clinic, Clínica de l’Humor i les Hormones Femenins), però llavors potser caldria haver titulat el llibre “Las hormonas del cerebro femenino“. És clar que així perdria una mica de ganxo comercial…

En tot cas, una lectura prou interessant, i que aviat es podrà complementar amb l’homòleg masculí. Probablement no us solucionarà la majoria de discussions de parella, però als homes us servirà per comprovar que—per més que ho intenteu—les hormones sempre us guanyaran la partida. En fi, com a mínim sabem a què ens enfrontem.

El llibre l’edita en castellà RBA, i aquí en podeu trobar la fitxa.

PD: Si voleu complementar o iniciar els vostres estudis de “feminologia” i guerra de sexes, no dubteu a fer un cop d’ull al Sexes en guerra de TV3 (web). Aquest programa, que fa poc que s’ha acabat, tracta el tema de manera més àmplia i desenfadada. Amb l’ajuda de 80 voluntaris, és ideal per entendre (o desmuntar d’una vegada per totes) tots els tòpics de les diferències home-dona. I ja em direu quin resultat treieu al seu test…

4 comentaris

Filed under Biologia, Lectures, Medicina, Recerca

Un ‘nen’ de quatre anys ens ensenya a pensar

La setmana passada va arribar a Barcelona, a la Universitat Pompeu Fabra, un integrant d’un dels projectes més ambiciosos que hi ha actualment per entendre com funciona el cervell humà. Es tracta d’un nen de si fa no fa uns 4 anys, d’un metre d’alçada aproximadament, amb uns ulls enormes que farien bavejar qualsevol pare primerenc. I una dada més: costa 200.000 euros.

No us espanteu, per això. No és pas que la UPF hagi començat a comerciar amb criatures, sinó que han rebut un dels sis robots creats amb el suport i el finançament de la Unió Europea per a la recerca en el camp de la neurologia i la intel·ligència artificial. Aquests autòmates s’anomenen iCub i s’espera que ens ajudin a entendre el funcionament del cervell humà. Aquí el podeu saludar:

iCub

El projecte RobotCub és molt ambiciós, i de moment ja ha suposat una inversió de 8’5 milions d’euros per part de la Comissió Europea. La idea va nèixer a Itàlia el 2004, i compta amb la participació d’onze universitats de diversos països europeus, a banda d’alguns socis a l’altra banda de l’Atlàntic. Giulio Sandini, de l’Institut Itàlia de Tecnologia (IIT), explica el senzill punt de partida del projecte:

La neurociència aporta cada dia més proves que el processament visual i motor, i la manipulació en particular, són crucials per al desenvolupament de les funcions cognitives superiors, inclosos el comportament social i el llenguatge.

Així doncs, el seu equip va començar a treballar en la creació d’un robot que fos capaç d’aprendre de la mateixa manera que ho fa un nen petit (vet aquí el motiu de l’aspecte angelical de l’iCub). Una notícia recollida a Nature (podeu descarregar-la aquí a través de RapidShare) explica el procés. L’article és molt interessant i val la pena llegir-lo, però pels més mandrosos en faig un resum a continuació. A partir d’una mà que fos el més similar possible a una mà humana, van desenvolupar la resta del cos. Primer van proporcionar uns “sentits” al robot (fonamentalment vista i tacte) i després van començar a treballar en l’aspecte més important: el cervell. L’equip italià va crear un algoritme que treballa a tres nivells i que imita les funcions i capacitats del cervell d’un recent nascut: reconèixer una cara com a humana, diferenciar objectes sobre el fons… A partir d’aquí, l’iCub (els iCubs) haurà d’aprendre de la mateixa manera que ho fa un nen.

Aquest és justament l’aspecte més interessant del projecte, i també on entra la UPF. Per tal de poder anar millorant progressivament les capacitats del cervell de l’iCub, tot està programat en codi obert. Això permetrà als diversos grups que treballin amb els iCub anar incorporant les seves descobertes sobre la base del que han fet tots els altres. A més a més, es podrà crear una espècie d’estàndard en l’estudi del cervell, la qual cosa afavorirà la replicació i comprovació dels experiments.

L'iCub demostra les seves habilitats

L'iCub demostra les seves habilitats

Amb aquest objectiu d’imitar la manera d’aprendre del cervell, el projecte RobotCub ha distribuit gratuitament els sis primers iCub a sis grups de tota Europa, seleccionats entre tots aquells que havien presentat un projecte de recerca centrat en el petit robot. L’SPECS (Synthetic, Perceptive, Emotive and Cognitive Systems group; web aquí) de l’Institut Universitari Audiovisual de la Pompeu i dirigit pel Dr. Paul Verschure és un dels grups que pot començar a treballar ja amb l’iCub. La notícia de l’arribada a Barcelona d’aquest robot la va recollir El Periódico. També TV3 se’n va fer ressò en aquest vídeo. Com destaca el Dr. Verschure, és pràcticament impossible entendre el funcionament del cervell si no es té en compte el cos gràcies al qual interacciona amb el món. El seu grup intentarà implantar el model electrònic de cerebel amb el qual treballen habitualment en el cos del seu nou membre, perquè aquesta part de l’encèfal és fonamental per al control del moviment.

Els resultats que obtinguin amb el seu treball s’uniran als de la resta de grups que ja han començat a treballar amb els iCub i els que ho faran en el futur, gràcies al model de codi obert amb el que funciona el projecte. Tots els científics implicats creuen que els avenços que es duguin a terme en la comprensió de com funcionen els cervells electrònics ens serviran per comprendre millor com funciona, i com reparar, el nostre propi cervell.

2 comentaris

Filed under Medicina, Notícies, Recerca, Tecnologia