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Ciencia Fresca

La ciencia no deja de asombrarnos con nuevos descubrimientos insospechados cada semana. En el podcast Ciencia Fresca, Jorge Laborda Fernández y Ángel Rodríguez Lozano discuten con amenidad y, al mismo tiempo, con profundidad, las noticias científicas más interesantes de los últimos días en diversas áreas de la ciencia. Un podcast que habla de la ciencia más fresca con una buena dosis de frescura.

Decidir al azar. Moléculas en el Cosmos. Ejercicio contra la depresión

Decidir al azar. Moléculas en el Cosmos. Ejercicio contra la depresión - Ciencia Fresca podcast - Cienciaes.com

Uno de los procesos mentales más importantes es el de la toma de decisiones frente a circunstancias que requieren maximizar los beneficios en aras de la supervivencia. En general, la experiencia pasada es fundamental para tomar decisiones adecuadas, pero podría suceder que en circunstancias impredecibles, la experiencia anterior resulte inútil. En este caso, tal vez una estrategia basada en el azar sea más adecuada. Investigadores del Instituto Médico Howard Hughes, en Virginia, EE.UU, abordan esta cuestión mediante la realización de unos elegantes experimentos con ratas, las cuales, para obtener alimento, deben actuar de modo que un programa informático no adivine la elección que el animal va a tomar. La rata debe introducir su hocico por uno de dos agujeros. Si lo introduce por el que el ordenador ha predicho que lo hará, no obtiene recompensa alguna, pero si lo hace por el agujero opuesto recibe su alimento. En el caso de un oponente poco inteligente, la rata es capaz de averiguar su estrategia y evitar que prediga sus movimientos. En este caso, la experiencia pasada es utilizada para tomar decisiones. En cambio, cuando el oponente informático es más inteligente y la rata no puede evitar que prediga sus movimientos, el animal entonces cambia su estrategia y comienza a introducir el hocico en los agujeros de manera aleatoria, sin un patrón definido, lo que maximiza sus beneficios. Los investigadores descubren que esta capacidad de adaptación para elegir la mejor estrategia depende de la actividad de la región cerebral denominada córtex anterior cingulado. La estimulación farmacológica de esta región pone en marcha la estrategia aleatoria de toma de decisiones, mientras que su inhibición la frena. Los animales, por tanto, a lo largo de su evolución, han adquirido la inteligencia suficiente como para darse cuenta de que, en ocasiones, la inteligencia resulta menos eficaz que el azar (1).

Mirar al firmamento estrellado es un acto de humildad que despierta en nosotros una verdadera catarata de preguntas. Si esos puntos de luz son estrellas como la nuestra ¿Están constituidas por la misma materia que nosotros? ¿Hay a su alrededor planetas, satélites o cometas como en el Sistema Solar? ¿Habrá vida en alguno de ellos? La Ciencia va proporcionando poco a poco las herramientas para responder a las preguntas, por más que siempre queden algunas que tendrán que esperar su turno de respuesta. Ante la imposibilidad de viajar hasta las profundidades del Cosmos la ciencia nos ha proporcionado los medios para buscar la respuesta en lo que de él nos llega, es decir, la luz y ondas electromagnéticas en general. El razonamiento es muy simple, si la luz nace en los átomos, ésta debe contener la firma de los átomos que la generaron. Así, analizando la luz con instrumentos cada vez más precisos, hemos averiguado que hasta en lo más recóndito del Universo existen átomos de Hidrógeno, Helio, Carbono, etc. Los mismos que existen aquí en la Tierra. Durante los últimos años el estudio de la luz se ha refinado tanto que podemos detectar el sello no sólo de los átomos sino de las moléculas que ésta atraviesa en su camino hacia nosotros. Así se han descubierto moléculas de agua, dióxido de carbono, benceno, etanol, fullerenos… Sorprendió descubrir que entre ellas abundan las moléculas orgánicas, o sea, aquellas que gracias a la extraordinaria habilidad del carbono, son imprescindibles en los seres vivos. Por supuesto, descubrir una molécula orgánica no implica que ésta se haya creado en un proceso biológico, pero lo que sí es seguro es que donde hay vida basada en el carbono, las moléculas orgánicas tienen que existir. Este razonamiento favorece la idea de que, cuando las condiciones ambientales son adecuadas, la vida tal vez sea también una constante en el Universo. Esto es sólo una hipótesis, por ahora, pero cuando se descubren moléculas tan sofisticadas como la que se publica esta semana en la revista Science, la idea se afianza más en nosotros. Arnauld Belloche y su equipo del Instituto Max Planck, utilizando el potentísimo complejo de Atacama Large Millimeter/ Submillimeter Array (ALMA) han detectado en una inmensa nube de polvo interestelar llamada Sagitario-B2, moléculas de carbono ramificadas, concretamente una llamada propil nitrilo (C3H7CN). La importancia de estas moléculas es que, con los mismos átomos pero ordenados de distinta forma pueden dar lugar a variedades distintas llamadas isómeros. Varios de los isómeros de la molécula detectados en Sagitario-B2 presentan estructuras ramificadas que son típicas en los aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas y de la vida. (2)

Investigaciones relativamente recientes han confirmado sin dejar lugar a dudas que el ejercicio físico genera numerosos e importantes beneficios para la salud. En particular, uno de los beneficios se ejerce sobre nuestra salud mental. La evidencia acumulada indica que el ejercicio físico protege de la depresión y de los efectos negativos de estrés Evidentemente, estos efectos deben ser ejercidos mediante mecanismos fisiológicos, celulares y, a la postre, moleculares, pero hasta la fecha estos mecanismos eran desconocidos. Investigadores del Instituto Karolinska de Estocolmo, en Suecia, abordan esta cuestión y descubren que bajo los efectos del ejercicio el músculo se convierte en un órgano depurador de una sustancia que ejerce efectos perniciosos sobre le cerebro. Esta sustancia es la llamada kinurenina, que se produce en el metabolismo normal del aminoácido triptófano, metabolismo necesario para la generación de otras moléculas imprescindibles para la vida. Demasiada kinurenina en la sangre es perjudicial, ya que esta penetra en el cerebro. El músculo que ha sido sometido a ejercicio físico es capaz de producir un enzima que degrada y elimina a la kinurenina, lo que protege al cerebro de su exceso y de sus efectos deletéreos. Estos resultados han sido recientemente publicados en la revista Cell (3).

(1) Behavioral Variability through Stochastic Choice and Its Gating by Anterior Cingulate Cortex. Dougal G.R. Tervo et al. Cell 159, 21–32, September 25, 2014. Howard Hughes Medical Institute, Janelia Research Campus, 19700 Helix Drive, Ashburn, VA 20147, USA Correspondence: alla@janelia.hhmi.org
(2) “Detection of a branched alkyl molecule in the interstellar medium:iso-propyl cyanide” Arnaud Belloche,1* Robin T. Garrod,2 Holger S. P. Müller,3 Karl M. Menten1 Science 26 SEPTEMBER 2014 •
(3) Skeletal Muscle PGC-1a1 Modulates Kynurenine Metabolism and Mediates Resilience to Stress-Induced Depression. Leandro Z. Agudelo et al. Cell 159, 33–45, September 25, 2014. mailto:jorge.ruas@ki.se.


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