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¿Las neuronas se disparan a un ritmo más rápido durante el sueño?

¿Las neuronas se disparan a un ritmo más rápido durante el sueño?



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Cuando sueño, parece que el tiempo (subjetivo) es más lento que el tiempo pasado objetivamente como se ve en mi radio reloj. ¿Se debe esto a que las neuronas se activan colectivamente a un ritmo más rápido, por lo que puede "poner una hora de sueño en un minuto de tiempo objetivo"? Si se disparan a un ritmo más rápido, entonces esto no significa que perciba que los eventos en su sueño van más rápido, ya que se adapta a su experiencia del tiempo en el mundo real.


En el sueño REM, el EEG es notablemente similar al del estado despierto (Purves et al., 2001). Aunque el EEG representa el actividad sincronizada de muchas neuronas en la corteza, nos da una pista de si están disparando más rápido o no.

La vigilia está dominada principalmente por ondas beta y gamma (fuente: Scholarpedia), es decir, 12-100 Hz. El sueño REM se caracteriza por ondas cerebrales de frecuencia mixta de baja amplitud, bastante similares a las experimentadas durante el estado de vigilia: ondas theta, ondas alfa e incluso ondas beta de alta frecuencia más típicas de la concentración y el pensamiento activos de alto nivel, es decir, 4- 30 Hz (tabla 1) (fuente: sueño).


Tabla 1. Bandas de EEG. fuente: Neurosky

Entonces, en todo caso, diría que el sueño REM, al estar en gran parte desprovisto de la banda gamma, está asociado con oscilaciones de frecuencia ligeramente más bajas y, por lo tanto, una actividad neuronal más baja en general.

Referencias
- Purves et al. (eds). Neurociencia. 2Dakota del Norte ed. Sunderland (MA): Sinauer Associates (2001)


¿Esto se debe a que las neuronas se activan colectivamente a un ritmo más rápido, por lo que puede "poner una hora de sueño en un minuto de tiempo objetivo"?

Creo que tiene más que ver con la información disponible para la asociación corteza y ncc (o conciencia) en el cerebro despierto / dormido.

En el cerebro despierto, el neocórtex está conectado con el entorno, por lo que las cosas tienden a progresar sin problemas y en su mayor parte tenemos referencias contextuales para medir el paso del tiempo, en el sueño hay un grado variable de desconexión tanto interna como externa que culmina en Sueño REM, donde las conexiones talamocorticales (una centralita / enrutador para los sentidos) están en su nivel más bajo, por lo que, al estar aisladas del entorno y de las señales, la interacción tálamo-neocórtex estimula solo las áreas neocorticales (presumiblemente aquellas recientemente activas a través de la interacción con el hipocampo) que a su vez activan áreas relacionadas a través de la plasticidad. Entonces, podría estar en una escena donde la única medición del tiempo es interna seguida de otra sin, el paso del tiempo se vuelve difícil de medir. 1

La velocidad de disparo específicamente en lo que respecta a los ciclos, creo que es una medida incorrecta en la que enfocarse, por ejemplo, incluso en la gamma de vigilia (30> htz) llegamos a algo así como 24 fps para comprender una escena y se necesitan aproximadamente 200 ms para vincular la información.2, hay poca o ninguna información (aunque si me equivoco, por favor, indíquelo), que aumentamos nuestras tasas de comprensión y percepción a medida que la información se presenta más rápido, en lugar de eso, descartamos marcos, e incluso a un ritmo más rápido, la información disponible para la conciencia. en el cerebro dormido o despierto parece estar tapado.

Notas, referencias y fuentes:

1. Una descripción general excelente y legible del sueño y sus componentes de datos es: El mundo secreto del sueño (Lewis).

2. Los ritmos del cerebro (buzsaki) tratan en profundidad las mediciones de EEG en lo que respecta al intercambio de información en el cerebro. En busca de la conciencia (Koch) analiza el problema vinculante y ncc en detalle.


¿Qué sucede durante el sueño REM?

El sueño comprende cinco fases distintas, que el cerebro y el cuerpo atraviesan varias veces durante la noche. Las primeras cuatro fases implican una transición del sueño superficial al profundo, mientras que la quinta fase, el sueño REM, implica una mayor actividad cerebral y sueños vívidos.

Las etapas del sueño REM tienden a ser relativamente cortas durante los primeros dos tercios de la noche, ya que el cuerpo prioriza el sueño más profundo y de ondas lentas. Y debido a que los períodos más largos de sueño REM solo ocurren durante las últimas horas de sueño (temprano en la mañana, para la mayoría de las personas), puede interrumpirse cuando no pasas siete u ocho horas completas en la cama, dice el psicólogo Rubin Naiman, un especialista en sueño y sueños en el Centro de Medicina Integrativa de la Universidad de Arizona y autor de una revisión reciente sobre los sueños publicada en el Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York.

Durante el sueño REM, hay más actividad en las regiones de memoria visual, motora, emocional y autobiográfica del cerebro, dice Matthew Walker, profesor de psicología en la Universidad de California, Berkeley y autor del nuevo libro. Por qué dormimos. Pero también hay una disminución de la actividad en otras regiones, como la que está involucrada en el pensamiento racional y mdash, de ahí la razón de los sueños extremadamente lúcidos, pero a menudo sin sentido. (Los sueños que recuerdas cuando te despiertas son solo una parte del sueño REM, dice Walker, en realidad, el cerebro está muy activo durante toda la fase).


Información detallada de la modalidad visuomotora y de otros sentidos que constituye la estructura representativa de la conciencia. Tal conciencia debe involucrar la interacción e integración de la emoción.

Conciencia subjetiva que incluye la percepción y la emoción que se enriquece con el análisis abstracto (pensamiento) y los componentes metacognitivos de la conciencia (conciencia de la conciencia).

Sueño de movimientos oculares rápidos (REM)

Sueño con evidencia electroencefalográfica de activación cerebral (similar a la de la vigilia) pero con inhibición del tono muscular (medido por electromiografía) y movimientos oculares sacádicos involuntarios (REM).

Conciencia subjetiva de percepción y emoción.

Conciencia subjetiva del mundo, el cuerpo y el yo, incluida la conciencia de la conciencia.

Un estado cerebral asociado con la activación electroencefalográfica (similar a la de REM) pero con la mejora del tono muscular (medido por electromiografía) que es necesaria para la postura y el movimiento.

Sueño de movimientos oculares no rápidos (NREM)

El sueño con evidencia electroencefalográfica de husos de desactivación cerebral y ondas lentas caracterizan este estado cerebral.

La conciencia subjetiva de que uno está soñando y no despierto (como generalmente se asume incorrectamente).

Una ciencia de la conciencia debe explicar cómo se integran tantos aspectos de nuestra experiencia. La unión de la percepción, la emoción, el pensamiento y la memoria requiere una explicación física a nivel de la función cerebral.

Un estado primordial de organización cerebral que es un componente básico de la conciencia. En los humanos, se propone que la protoconciencia se desarrolle a medida que avanza el desarrollo del cerebro en el sueño REM. en el útero y en la vida temprana.

(A). En neurobiología del comportamiento y ciencia cognitiva, el término activación se utiliza para expresar el nivel de energía del cerebro y sus circuitos constituyentes. La analogía con una fuente de alimentación con un interruptor de encendido y apagado transmite la esencia de esta idea.

(I). El proceso que facilita o inhibe, a medida que el cerebro cambia de estado, el acceso al cerebro de información sensorial (entrada) del mundo exterior y la transmisión de comandos motores desde el cerebro (salida) a la musculatura.

(METRO). El microclima químico del cerebro está determinado en gran medida por las neuronas del tronco encefálico, que envían sus axones ampliamente al prosencéfalo, la médula espinal y el cerebelo. Entre las sustancias químicas liberadas por estas células se encuentran la dopamina, noradrenalina, serotonina, histamina y acetilcolina.


Cuando tu cerebro habla, tus músculos no siempre escuchan

¿Han vuelto a gritar tus neuronas a tus músculos? Sucede, ya sabes.

A medida que envejecemos, las neuronas, las células nerviosas que transmiten los comandos de nuestro cerebro, tienen que & ldquospeak & rdquo más fuerte para llamar la atención de nuestros músculos para que se muevan, según el investigador de la Universidad de Delaware, Christopher Knight, profesor asistente en la Facultad de Ciencias de la UD. Ciencias de la Salud.

"Como resultado de los cambios relacionados con la edad en los músculos y las neuronas, las personas mayores a menudo se sienten frustradas por un control deficiente durante las tareas de precisión, y las respuestas físicas más lentas contribuyen a más caídas a medida que las personas envejecen", dijo Knight.

Knight y el coautor Gary Kamen, quien dirige el Laboratorio de Neurociencia del Ejercicio en la Universidad de Massachusetts, publicaron recientemente los resultados de un estudio sobre las tasas de activación de unidades motoras en el Journal of Applied Physiology, y Knight ahora está comenzando un nuevo proyecto centrado en Mecanismos de control motor en los ancianos. Ambos estudios están patrocinados por los Institutos Nacionales de Salud.

El objetivo final de la investigación, dijo Knight, es mejorar la calidad del movimiento en adultos mayores, así como en pacientes con trastornos como parálisis cerebral o esclerosis múltiple, o que se están recuperando de accidentes cerebrovasculares.

Cada movimiento que realiza es posible gracias a una red de comunicaciones milagrosa que involucra al cerebro en el centro de mando, la médula espinal, miles de millones y miles de millones de células nerviosas y miles de fibras musculares.

"Los músculos son la fuerza impulsora detrás de nuestros movimientos", dijo Knight. & ldquoCada ​​vez que reciben un comando de las neuronas, las fibras musculares se contraen. En la generación de fuerza muscular, la unidad controlable más pequeña consiste en una neurona individual y las fibras musculares que estimula. Creemos que nuestra investigación es muy importante para comprender los mecanismos de control motor en general y el control deficiente en las poblaciones de pacientes. & Rdquo

Arrojar luz sobre la comunicación entre neuronas y músculos, y cómo cambia a medida que envejecemos, puede estar al alcance de la mano, según la investigación de Knight.

Usando un aparato experimental que él y sus estudiantes crearon en el Laboratorio de Rendimiento Humano de la UD, Knight ha estado examinando la fuerza muscular en una escala muy pequeña en el dedo índice, específicamente, el primer músculo interóseo dorsal. Ubicado entre el dedo índice y el pulgar, este músculo contiene 120 unidades quomotoras, en otras palabras, 120 neuronas individuales o células nerviosas y las fibras musculares que activan.

"Es un músculo relativamente simple, por lo que puedes ver una relación más de uno a uno entre la actividad de las neuronas y la fuerza muscular resultante", dijo Knight.

Veintitrés sujetos, con edades comprendidas entre los 18 y los 88 años, participaron en el reciente estudio de Knight.

En un procedimiento prácticamente indoloro, se incrustó un pequeño electrodo en forma de aguja con cuatro alambres diminutos en el músculo de un dedo índice de cada sujeto. El electrodo se conectó a una computadora para registrar los impulsos eléctricos a medida que viajan desde las neuronas hasta las fibras musculares.

Como el dedo índice se mantuvo firme en un pequeño arnés, se pidió a cada sujeto que usara el dedo para seguir el contorno de una curva sinusoidal, con sus picos y valles, en una pantalla de computadora.

& ldquoMás fuerza, que está indicada por una tasa de activación correspondiente más alta de las neuronas, se ejerce justo antes de comenzar el ascenso hacia un pico y luego disminuye de nuevo en el descenso hacia un valle, & rdquo anotó Knight.

Una vez que se completaron las grabaciones en un sitio del músculo, se reposicionó el electrodo para tomar muestras de otras unidades motoras dentro del músculo.

Knight y el estudiante de posgrado Dhiraj Poojari y los investigadores de pregrado Maria Bellumori y Christopher Martens luego analizaron los datos de velocidad de disparo en busca de frecuencia y amplitud en un proceso tedioso que Knight espera automatizar en el futuro a través del desarrollo continuo de un programa de software que ayudará a resolver los “bang-bang-like & ldquodoublets”, los breves períodos en los que las neuronas se activan más rápido, a partir de períodos de actividad más lentos.

Los resultados mostraron tasas de activación más bajas entre los sujetos mayores que entre los sujetos más jóvenes: una capacidad disminuida de las fibras musculares para "escuchar" y responder a los comandos de las neuronas.

"La contracción repetida de los músculos es esencial para movimientos como caminar", dijo Knight. & ldquoSin embargo, nuestros músculos tienen una capacidad reducida para contraerse o "contraerse" a medida que envejecemos. Perdemos fibras musculares de contracción rápida a medida que envejecemos. & Rdquo

Sin embargo, hay pasos que podemos tomar para preservar esta capacidad motora crítica, según Knight.

"Después del entrenamiento de potencia con pesas, vemos un aumento en las tasas de disparo", dijo Knight. & ldquoPor seguridad, comúnmente se nos aconseja hacer las cosas lentamente al hacer ejercicio, pero es importante que también hagamos algunos ejercicios rápidos. Necesita un movimiento rápido para evitar una caída. Incluso en los ancianos frágiles, es posible utilizar bandas de ejercicio de resistencia manual para mejorar la velocidad de movimiento. & Rdquo

Knight siempre ha estado interesado en cómo el cuerpo se adapta al ejercicio. Cuando ingresó a la universidad hace años, su objetivo era convertirse en un atleta de élite de pista y campo. Mientras competía bien, se dio cuenta de que sus sueños estaban en otra parte y su atención se centró con toda su fuerza en los académicos.

En la Universidad de Connecticut, una clase sobre biología del cerebro le presentó el sistema nervioso y el movimiento, y quedó fascinado. Sus intereses se despertaron aún más durante una experiencia de investigación de verano, donde tuvo la oportunidad de trabajar con atletas en silla de ruedas.

& ldquoLas personas con lesiones graves de la médula espinal tienen un enfriamiento limitado porque no pueden transpirar por debajo del sitio de la lesión, & rdquo dijo Knight, & rdquo, ya que su temperatura corporal central puede alcanzar niveles peligrosos. & rdquo

En la escuela de posgrado, decidió dedicarse a la investigación del control motor y nunca miró hacia atrás.

"Mis primeros intereses se basaban en el deporte, pero mi carrera en este campo ahora me permite abordar una población mucho más grande que necesita nuestro conocimiento", dijo Knight. & ldquoEl ejercicio sigue siendo el medio de mejora y el envejecimiento es un proceso que nos une a todos. & rdquo

Knight ahora está reclutando sujetos sanos, mayores, de 70 años en adelante, así como individuos con enfermedad de Parkinson o esclerosis múltiple para su próximo estudio de control motor. Para obtener más información, comuníquese con él en [.edu] o (302) 831-6175.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Delaware. Nota: El contenido puede editarse por estilo y longitud.


Pierdes tono muscular

¿Alguna vez ha intentado mover su cuerpo durante un sueño, pero no pudo? Bueno, resulta que esa sensación paralizante se debe a REM. "En el sueño REM, se pierde casi todo el tono muscular, excepto el diafragma y los músculos oculares", según Psicología Hoy. Literalmente, no puede mover un músculo durante el sueño REM (excepto los músculos que controlan sus ojos). Entonces, en su mayor parte, cuando sueñas, tu cuerpo permanece muy, muy quieto.


Los correlatos neuronales de soñar

La conciencia nunca se desvanece durante la vigilia. Sin embargo, cuando nos despertamos del sueño, a veces recordamos sueños y otras no recordamos experiencias. Tradicionalmente, el sueño se ha identificado con el sueño de movimientos oculares rápidos (REM), que se caracteriza por una actividad electroencefalográfica de alta frecuencia "activada" globalmente, similar a la vigilia. Sin embargo, los sueños también ocurren en el sueño no REM (NREM), que se caracteriza por una actividad prominente de baja frecuencia. Esto desafía nuestra comprensión de los correlatos neuronales de las experiencias conscientes durante el sueño. Utilizando electroencefalografía de alta densidad, contrastamos la presencia y ausencia de sueños en el sueño NREM y REM. Tanto en el sueño NREM como en el REM, los informes de la experiencia del sueño se asociaron con disminuciones locales en la actividad de baja frecuencia en las regiones corticales posteriores. La actividad de alta frecuencia en estas regiones se correlacionó con contenidos específicos de los sueños. La monitorización de esta 'zona caliente' posterior en tiempo real predijo si un individuo informó soñar o la ausencia de experiencias oníricas durante el sueño NREM, lo que sugiere que puede constituir un correlato central de las experiencias conscientes durante el sueño.


Notas al pie

↵ ¶ A quién deben dirigirse las solicitudes de reimpresión. correo electrónico: a.herzbiologie.hu-berlin.de.

Este documento es un resumen de una sesión presentada en el tercer simposio anual German-American Frontiers of Science, que se llevó a cabo del 20 al 22 de junio de 1997 en el Kardinal Wendel Haus en Munich, Alemania.

El simposio Frontiers of Science es el último de la serie "From the Academy", que se presenta ocasionalmente para destacar el trabajo de la Academia, incluidos los informes científicos subyacentes del Consejo Nacional de Investigación.


Disfunción RAS

Si el RAS se daña de alguna manera, puede afectar tanto la vigilia como el sueño. Este daño suele ser el resultado de una lesión cerebral traumática, como un accidente cerebrovascular isquémico o un golpe severo en la cabeza.

Un coma es uno de esos ejemplos, que se caracteriza por un estado profundo de inconsciencia en el que no puede moverse o responder a un estímulo externo.

Otro trastorno asociado con el RAS es la narcolepsia, un trastorno crónico caracterizado por un control deficiente de los ciclos de sueño-vigilia. Esta interrupción del ciclo puede manifestarse con episodios extremos e incontrolables de somnolencia, lo que hace que se quede dormido repentinamente sin previo aviso. La narcolepsia es una condición peligrosa que puede ponerlo en riesgo de sufrir lesiones al caminar, conducir o manejar maquinaria.

La enfermedad de Parkinson también puede afectar la función RAS. A medida que las neuronas se descomponen como resultado de la enfermedad, se activan con menos frecuencia. Esto no solo afecta la función motora, sino que también puede afectar la calidad del sueño al interrumpir el ciclo REM.

También se cree que la parálisis supranuclear progresiva (PSP), una enfermedad degenerativa del cerebro que a menudo se confunde con la enfermedad de Parkinson o Alzheimer, está relacionada con la disfunción del RAS.

Con la PSP, las neuronas del tronco encefálico y la corteza cerebral desarrollan grupos anormales de proteínas llamados ovillos. Estos enredos interfieren con las vías de RAS y contribuyen al deterioro cognitivo y la desregulación del sueño-vigilia en personas con PSP.


Química 'buena', neuronas en el cerebro elevadas entre los adictos al ejercicio

PORTLAND, Ore. & Ndash Los entusiastas del ejercicio tienen más razones para ponerse las zapatillas para correr por la mañana, pero un científico de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregon dice que todavía no deberían intensificar sus entrenamientos.

Un estudio publicado hoy en la revista Neuroscience, revista de la Organización Internacional de Investigación del Cerebro, confirmó que el ejercicio aumenta el BDNF químico y el factor neurotrófico ndash derivado del cerebro y ndash en el hipocampo, una cresta alargada y curva en el cerebro que controla el aprendizaje y la memoria. El BDNF participa en la protección y producción de neuronas en el hipocampo.

"Cuando haces ejercicio, se ha demostrado que liberas BDNF", dijo el coautor del estudio Justin Rhodes, Ph.D., becario postdoctoral en el Departamento de Neurociencia del Comportamiento de la Facultad de Medicina de OHSU y en el Centro Médico de la Administración de Veteranos en Portland. "El BDNF ayuda a apoyar y fortalecer las sinapsis en el cerebro. Descubrimos que el ejercicio aumenta estas cosas buenas".

Los ratones criados durante 30 generaciones para mostrar un mayor comportamiento voluntario al correr sobre ruedas y una "adicción al ejercicio" mostraron cantidades más altas de BDNF que los ratones sedentarios normales. De hecho, la concentración de BDNF en los ratones activos aumentó hasta en un 171 por ciento después de siete noches de funcionamiento con ruedas.

"Estos ratones son más activos que los ratones salvajes", dijo Rhodes, refiriéndose a los ratones como pequeños y delgados, y aparentemente "adictos" al ejercicio. "El correr de las ruedas causa una gran cantidad de actividad en el hipocampo. Cuanto más correr, más BDNF".

En un estudio del que Rhodes también fue coautor y que amplía estos hallazgos, que se publicará en la edición de octubre de la revista Behavioral Neuroscience de la Asociación Estadounidense de Psicología, los científicos demostraron que los ratones no solo muestran más de esta sustancia química BDNF "buena" en el hipocampo, allí también crecen más neuronas.

Pero esos altos niveles de BDNF y neurogénesis no necesariamente significan que un adicto al ejercicio aprende a un ritmo más rápido, dijo Rhodes. Según el estudio de Behavioural Neuroscience, el adicto a correr, en comparación con los ratones de control que corren normalmente, se desempeña "terriblemente" cuando intenta navegar por un laberinto.

"Estos estudios se centran en los efectos del ejercicio en sí sobre sustancias químicas conocidas por proteger y fortalecer las sinapsis", explicó Rhodes. "Pero demasiado no es necesariamente algo bueno".

Los corredores de alto nivel tienden a "maximizar" en la producción de BDNF y neurogénesis, dijo Rhodes. Y ese efecto final puede ser lo que impide el aprendizaje.

La incapacidad de un ratón de alto rendimiento para aprender tan bien como un ratón normal podría deberse a razones menos biológicas, señala Rhodes. "Es posible que estén tan concentrados en correr que no puedan pensar en otra cosa", dijo.

Rhodes y sus colegas de la Universidad de Wisconsin en Madison, la Universidad de California en Riverside y el Instituto Salk también enfatizan que se desconoce la importancia funcional de los aumentos inducidos por el ejercicio en el BDNF y la neurogénesis.

Rhodes sugiere que cuando un ratón que corre alto hace ejercicio, se ejerce presión sobre su hipocampo y el desarrollo de nuevas neuronas se convierte en una respuesta protectora. Nadie ha probado todavía si el ejercicio de correr con ruedas hiperactivas realmente mata o daña las neuronas del hipocampo, dijo.

"La razón por la que están sucediendo estas cosas buenas es que pueden limpiar parte del desorden", dijo. "Sabiendo eso, no se esperaría que los corredores de alto nivel se beneficiaran de ello".

Una cosa está clara: el ejercicio activa en gran medida el hipocampo. Rhodes y sus colegas han realizado una investigación que también muestra que la intensidad del ejercicio está relacionada linealmente con la cantidad de neuronas que se activan en una subregión del hipocampo llamada circunvolución dentada.

Además, han demostrado que cuando los ratones se mantienen alejados de su rutina normal de carrera, las regiones del cerebro involucradas en el ansia de recompensas naturales como la comida, el sexo y las drogas de abuso se activan. Le permite a Rhodes estudiar la relación entre el deseo natural, como el hambre, y el deseo de consumir drogas debido a una adicción patológica.

"El punto es caracterizar qué hace que el ansia por la droga sea diferente del deseo natural a nivel de los genes y sustratos neuronales involucrados, de modo que, eventualmente, se pueda diseñar una terapia farmacéutica para atacar la patología", dijo Rhodes.


Úselo o piérdalo Todos nacemos con más neuronas de las que realmente necesitamos. Por lo general, a la edad de 8 años, nuestro cerebro realiza una descarga importante de neuronas, eliminando las neuronas que se perciben como innecesarias, por lo que es más fácil enseñar lenguaje y música a los niños más pequeños. "Si aprendes música de niño, tu cerebro se diseña para la música", dice Sugaya.

Instrumento más antiguo según National Geographic, una flauta de hueso de buitre de 40.000 años es el instrumento musical más antiguo del mundo.

Células pilosas El oído solo tiene 3500 células pilosas internas, en comparación con los más de 100 millones de fotorreceptores que se encuentran en el ojo. Sin embargo, nuestros cerebros se adaptan notablemente a la música.

Sing Along En el idioma sesotho, el verbo para cantar y bailar es el mismo (ho bina), ya que se supone que las dos acciones ocurren juntas.


Química 'buena', neuronas en el cerebro elevadas entre los adictos al ejercicio

PORTLAND, Ore. & Ndash Los entusiastas del ejercicio tienen más razones para ponerse los zapatos para correr por la mañana, pero un científico de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregon dice que todavía no deberían intensificar sus entrenamientos.

Un estudio publicado hoy en la revista Neuroscience, revista de la Organización Internacional de Investigación del Cerebro, confirmó que el ejercicio aumenta el BDNF químico y el factor neurotrófico ndash derivado del cerebro y ndash en el hipocampo, una cresta alargada y curva en el cerebro que controla el aprendizaje y la memoria. El BDNF participa en la protección y producción de neuronas en el hipocampo.

"Cuando haces ejercicio, se ha demostrado que liberas BDNF", dijo el coautor del estudio Justin Rhodes, Ph.D., becario postdoctoral en el Departamento de Neurociencia del Comportamiento de la Facultad de Medicina de OHSU y en el Centro Médico de la Administración de Veteranos en Portland. "El BDNF ayuda a apoyar y fortalecer las sinapsis en el cerebro. Descubrimos que el ejercicio aumenta estas cosas buenas".

Los ratones criados durante 30 generaciones para mostrar un mayor comportamiento voluntario al correr sobre ruedas y una "adicción al ejercicio" mostraron cantidades más altas de BDNF que los ratones sedentarios normales. De hecho, la concentración de BDNF en los ratones activos aumentó hasta en un 171 por ciento después de siete noches de funcionamiento con ruedas.

"Estos ratones son más activos que los ratones salvajes", dijo Rhodes, refiriéndose a los ratones como pequeños y delgados, y aparentemente "adictos" al ejercicio. "El correr de las ruedas causa una gran cantidad de actividad en el hipocampo. Cuanto más correr, más BDNF".

En un estudio del que Rhodes también fue coautor y que amplía estos hallazgos, que se publicará en la edición de octubre de la revista Behavioral Neuroscience de la Asociación Estadounidense de Psicología, los científicos demostraron que los ratones no solo muestran más de esta sustancia química BDNF "buena" en el hipocampo, allí también crecen más neuronas.

Pero esos altos niveles de BDNF y neurogénesis no necesariamente significan que un adicto al ejercicio aprende a un ritmo más rápido, dijo Rhodes. Según el estudio de Behavioral Neuroscience, el adicto a correr, en comparación con los ratones de control que corren normalmente, se desempeña "terriblemente" cuando intenta navegar por un laberinto.

"Estos estudios se centran en los efectos del ejercicio en sí sobre sustancias químicas conocidas por proteger y fortalecer las sinapsis", explicó Rhodes. "Pero demasiado no es necesariamente algo bueno".

Los corredores de alto nivel tienden a "maximizar" en la producción de BDNF y neurogénesis, dijo Rhodes. Y ese efecto final puede ser lo que impide el aprendizaje.

La incapacidad de un ratón de alto rendimiento para aprender tan bien como un ratón normal podría deberse a razones menos biológicas, señala Rhodes. "Es posible que estén tan concentrados en correr que no puedan pensar en otra cosa", dijo.

Rhodes y sus colegas de la Universidad de Wisconsin en Madison, la Universidad de California en Riverside y el Instituto Salk también enfatizan que se desconoce la importancia funcional de los aumentos inducidos por el ejercicio en el BDNF y la neurogénesis.

Rhodes sugiere que cuando un ratón que corre alto hace ejercicio, se ejerce presión sobre su hipocampo y el desarrollo de nuevas neuronas se convierte en una respuesta protectora. Nadie ha probado todavía si el ejercicio de correr con ruedas hiperactivas realmente mata o daña las neuronas del hipocampo, dijo.

"La razón por la que están sucediendo estas cosas buenas es que pueden limpiar parte del desorden", dijo. "Sabiendo eso, no se esperaría que los corredores de alto nivel se beneficiaran de ello".

Una cosa está clara: el ejercicio activa en gran medida el hipocampo. Rhodes y sus colegas han realizado una investigación que también muestra que la intensidad del ejercicio está relacionada linealmente con la cantidad de neuronas que se activan en una subregión del hipocampo llamada circunvolución dentada.

Además, han demostrado que cuando los ratones se mantienen alejados de su rutina normal de carrera, las regiones del cerebro involucradas en el ansia de recompensas naturales como la comida, el sexo y las drogas de abuso se activan. Le permite a Rhodes estudiar la relación entre el deseo natural, como el hambre, y el deseo de consumir drogas debido a una adicción patológica.

"El punto es caracterizar qué hace que el ansia por la droga sea diferente del deseo natural a nivel de los genes y sustratos neuronales involucrados, de modo que, eventualmente, se pueda diseñar una terapia farmacéutica para atacar la patología", dijo Rhodes.


Información detallada de la modalidad visuomotora y de otros sentidos que constituye la estructura representativa de la conciencia. Tal conciencia debe involucrar la interacción e integración de la emoción.

Conciencia subjetiva que incluye la percepción y la emoción que se enriquece con el análisis abstracto (pensamiento) y los componentes metacognitivos de la conciencia (conciencia de la conciencia).

Sueño de movimientos oculares rápidos (REM)

Sueño con evidencia electroencefalográfica de activación cerebral (similar a la de la vigilia) pero con inhibición del tono muscular (medido por electromiografía) y movimientos oculares sacádicos involuntarios (REM).

Conciencia subjetiva de percepción y emoción.

Conciencia subjetiva del mundo, el cuerpo y el yo, incluida la conciencia de la conciencia.

Un estado cerebral asociado con la activación electroencefalográfica (similar a la de REM) pero con la mejora del tono muscular (medido por electromiografía) que es necesaria para la postura y el movimiento.

Sueño de movimientos oculares no rápidos (NREM)

El sueño con evidencia electroencefalográfica de husos de desactivación cerebral y ondas lentas caracterizan este estado cerebral.

La conciencia subjetiva de que uno está soñando y no despierto (como generalmente se asume incorrectamente).

Una ciencia de la conciencia debe explicar cómo se integran tantos aspectos de nuestra experiencia. La unión de la percepción, la emoción, el pensamiento y la memoria requiere una explicación física a nivel de la función cerebral.

Un estado primordial de organización del cerebro que es un componente básico de la conciencia. En los seres humanos, se propone que la protoconciencia se desarrolle a medida que avanza el desarrollo del cerebro en el sueño REM. en el útero y en la vida temprana.

(A). En neurobiología del comportamiento y ciencia cognitiva, el término activación se utiliza para expresar el nivel de energía del cerebro y sus circuitos constituyentes. La analogía con una fuente de alimentación con un interruptor de encendido y apagado transmite la esencia de esta idea.

(I). El proceso que facilita o inhibe, a medida que el cerebro cambia de estado, el acceso al cerebro de información sensorial (entrada) del mundo exterior y la transmisión de comandos motores desde el cerebro (salida) a la musculatura.

(METRO). El microclima químico del cerebro está determinado en gran parte por las neuronas del tronco encefálico, que envían sus axones ampliamente al prosencéfalo, la médula espinal y el cerebelo. Entre las sustancias químicas liberadas por estas células se encuentran la dopamina, noradrenalina, serotonina, histamina y acetilcolina.


Cuando tu cerebro habla, tus músculos no siempre escuchan

¿Han vuelto a gritar tus neuronas a tus músculos? Sucede, ya sabes.

A medida que envejecemos, las neuronas, las células nerviosas que transmiten los comandos de nuestro cerebro, tienen que & ldquospeak & rdquo más fuerte para llamar la atención de nuestros músculos para que se muevan, según el investigador de la Universidad de Delaware, Christopher Knight, profesor asistente en la Facultad de Ciencias de la UD. Ciencias de la Salud.

& ldquoComo resultado de los cambios relacionados con la edad en los músculos y las neuronas, las personas mayores a menudo se sienten frustradas por un control deficiente durante las tareas de precisión, y las respuestas físicas más lentas contribuyen a más caídas a medida que las personas envejecen & rdquo, dijo Knight.

Knight y el coautor Gary Kamen, quien dirige el Laboratorio de Neurociencia del Ejercicio en la Universidad de Massachusetts, publicaron recientemente los resultados de un estudio sobre las tasas de activación de unidades motoras en el Journal of Applied Physiology, y Knight ahora está comenzando un nuevo proyecto centrado en Mecanismos de control motor en los ancianos. Ambos estudios están patrocinados por los Institutos Nacionales de Salud.

El objetivo final de la investigación, dijo Knight, es mejorar la calidad del movimiento en adultos mayores, así como en pacientes con trastornos como parálisis cerebral o esclerosis múltiple, o que se están recuperando de accidentes cerebrovasculares.

Cada movimiento que realiza es posible gracias a una red de comunicaciones milagrosa que involucra al cerebro en el centro de mando, la médula espinal, miles de millones y miles de millones de células nerviosas y miles de fibras musculares.

"Los músculos son la fuerza impulsora detrás de nuestros movimientos", dijo Knight. & ldquoCada ​​vez que reciben un comando de las neuronas, las fibras musculares se contraen. En la generación de fuerza muscular, la unidad controlable más pequeña consiste en una neurona individual y las fibras musculares que estimula. We believe that our research is very important to our understanding of motor-control mechanisms in general and impaired control in patient populations.&rdquo

Shedding light on the communication between neurons and muscles, and how it changes as we age, may lie right at our fingertips, according to Knight's research.

Using an experimental apparatus he and his students created in UD's Human Performance Lab, Knight has been examining muscular force on a very small scale in the index finger, specifically, the first dorsal interosseous muscle. Located between the index finger and the thumb, this muscle contains 120 &ldquomotor units&rdquo--in other words, 120 individual neurons, or nerve cells, and the muscle fibers they activate.

&ldquoIt's a relatively simple muscle, so you get to see more of a one-to-one relationship between the activity of the neurons and the resulting muscular force,&rdquo Knight said.

Twenty-three subjects, ranging from 18 to 88 years of age, participated in Knight's recent study.

In a virtually painless procedure, a small needle-like electrode with four tiny wires was embedded in the muscle of an index finger of each subject. The electrode was hooked up to a computer to record the electrical impulses as they travel from neurons to the muscle fibers.

As the index finger was held steady in a small harness, each subject was asked to use the finger to follow the outline of a sinusoidal curve, with its peaks and valleys, on a computer screen.

&ldquoMore force--which is indicated by a corresponding higher firing rate of neurons--is exerted just before you begin the upturn toward one peak and then it eases off again in the downturn toward a valley,&rdquo Knight noted.

Once recordings were completed at one site in the muscle, the electrode was repositioned to sample from other motor units within the muscle.

Knight and graduate student Dhiraj Poojari and undergraduate researchers Maria Bellumori and Christopher Martens then analyzed the firing-rate data for frequency and amplitude in a tedious process that Knight hopes to automate in the future through the ongoing development of a software program that will help sort out the bang-bang-like &ldquodoublets,&rdquo the brief periods when the neurons fire faster, from slower periods of activity.

The results showed lower firing rates among older subjects versus younger subjects--a diminished ability of the muscle fibers to &ldquohear&rdquo and respond to the neurons' commands.

&ldquoThe repeated contraction of muscles is essential to movements such as walking,&rdquo Knight said. &ldquoHowever, our muscles have a reduced capacity to contract or 'twitch' as we grow older. We lose fast-twitch muscle fibers as we age.&rdquo

However, there are steps we can take to preserve this critical motor capacity, according to Knight.

&ldquoAfter power training with weights, we see an increase in firing rates,&rdquo Knight said. &ldquoFor safety, we're commonly advised to do things slowly when exercising, but it's important to also do some fast exercises. You need a fast movement to prevent a fall. Even in the frail elderly, it is possible to use exercise bands for manual resistance to improve the speed of movement.&rdquo

Knight has always been interested in how the body adapts to exercise. When he entered college years ago, his goal was to become an elite track-and-field athlete. While he competed well, he realized that his dreams lay elsewhere, and his attention focused full force on academics.

At the University of Connecticut, a class on the biology of the brain introduced him to the nervous system and movement, and he was hooked. His interests were further piqued during a summer research experience, where he had the opportunity to work with wheelchair athletes.

&ldquoPeople with severe spinal cord injuries have limited cooling because they can't perspire below the site of injury,&rdquo Knight said, &ldquoso their core body temperature can reach dangerous levels.&rdquo

In graduate school, he decided to pursue motor control research, and he's never looked back.

&ldquoMy early interests were based on sport, but my career in this field now allows me to address a much larger population that needs our knowledge,&rdquo Knight said. &ldquoExercise is still the means for improvement, and aging is a process that unites us all.&rdquo

Knight is now recruiting healthy, older subjects, ages 70 and up, as well as individuals with Parkinson's disease or multiple sclerosis for his next motor-control study. For more information, please contact him at [.edu] or (302) 831-6175.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por University of Delaware. Nota: El contenido puede editarse por estilo y longitud.


The neural correlates of dreaming

Consciousness never fades during waking. However, when awakened from sleep, we sometimes recall dreams and sometimes recall no experiences. Traditionally, dreaming has been identified with rapid eye-movement (REM) sleep, characterized by wake-like, globally 'activated', high-frequency electroencephalographic activity. However, dreaming also occurs in non-REM (NREM) sleep, characterized by prominent low-frequency activity. This challenges our understanding of the neural correlates of conscious experiences in sleep. Using high-density electroencephalography, we contrasted the presence and absence of dreaming in NREM and REM sleep. In both NREM and REM sleep, reports of dream experience were associated with local decreases in low-frequency activity in posterior cortical regions. High-frequency activity in these regions correlated with specific dream contents. Monitoring this posterior 'hot zone' in real time predicted whether an individual reported dreaming or the absence of dream experiences during NREM sleep, suggesting that it may constitute a core correlate of conscious experiences in sleep.


You lose muscle tone

Have you ever tried to move your body during a dream, but couldn't? Well it turns out, that paralyzing feeling is because of REM. "In REM sleep, there is loss of almost all muscle tone, except for the diaphragm and eye muscles," according to Psychology Today. You literally can't move a muscle during REM sleep (except for the muscles that control your eyes). So, for the most part, when you dream your body remains very very still.


Use it or lose it We are all born with more neurons than we actually need. Typically by the age of 8, our brains do a major neuron dump, removing any neurons perceived as unnecessary, which is why it’s easier to teach language and music to younger children. “If you learn music as a child, your brain becomes designed for music,” Sugaya says.

Oldest Instrument According to National Geographic, a 40,000-year-old vulture-bone flute is the world’s oldest musical instrument.

Hairy Cells The ear only has 3,500 inner hair cells, compared to the more than 100 million photoreceptors found in the eye. Yet our brains are remarkably adaptable to music.

Sing Along In the Sesotho language, the verb for singing and dancing are the same (ho bina), as it is assumed the two actions occur together.


What happens during REM sleep?

Sleep involves five distinct phases, which the brain and body cycle through several times during the night. The first four phases involve a transition from shallow to deep sleep, while the fifth phase, REM sleep, involves heightened brain activity and vivid dreams.

REM sleep stages tend to be relatively short during the first two-thirds of the night as the body prioritizes deeper, slow-wave sleep. And because longer periods of REM sleep only happen during the final hours of sleep (in the early morning, for most people), it can get cut off when you don&rsquot spend a full seven or eight hours in bed, says psychologist Rubin Naiman, a sleep and dream specialist at the University of Arizona Center for Integrative Medicine and the author of a recent review about dreaming published in the Annals of the New York Academy of Sciences.

During REM sleep, there is more activity in the visual, motor, emotional and autobiographical memory regions of the brain, says Matthew Walker, professor of psychology at the University of California, Berkeley and author of the new book Why We Sleep. But there is also decreased activity in other regions, like the one involved in rational thought &mdash hence the reason for extremely lucid, but often nonsensical, dreams. (The dreams you remember when you wake up are only part of REM sleep, says Walker in reality, the brain is highly active throughout the entire phase.)


RAS Dysfunction

If the RAS becomes damaged in any way, it can affect both wakefulness and sleep.   Such damage is often the result of a traumatic brain injury, such as an ischemic stroke or a severe blow to the head injury.

A coma is one such example, characterized by a deep state of unconsciousness in which are you unable to move or respond to external stimulus.

Another disorder associated with the RAS is narcolepsy, a chronic disorder characterized by poor control of sleep-wake cycles.   This disruption of the cycle can manifest with extreme and uncontrollable bouts of sleepiness, causing you to suddenly fall asleep without notice. Narcolepsy is a dangerous condition that can place you at risk of injury while walking, driving or operating machinery.

Parkinson's disease also can affect RAS function. As neurons break down as a result of the disease, they fire less frequently. Not only does this affect motor function, it can affect sleep quality by disrupting the REM cycle.

Progressive supranuclear palsy (PSP),   a degenerative brain disease often mistaken for Parkinson's or Alzheimer's disease, is also believed linked to RAS dysfunction.

With PSP, neurons in the brainstem and cerebral cortex develop abnormal clumps of protein called tangles. These tangles interfere with RAS pathways and contribute to cognitive impairment and sleep-wake dysregulation in people with PSP.


Notas al pie

↵ ¶ To whom reprint requests should be addressed. e-mail: a.herzbiologie.hu-berlin.de .

This paper is a summary of a session presented at the third annual German-American Frontiers of Science symposium, held June 20–22, 1997 at the Kardinal Wendel Haus in Munich, Germany.

The Frontiers of Science symposia is the latest in the series “From the Academy,” which is presented occasionally to highlight work of the Academy, including the science underlying reports of the National Research Council.


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