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Descubren cómo el cerebro identifica a la persona con la que hablamos

Por: Tendencias 21

Un grupo de neuronas es capaz de distinguir las voces, las frases y la entonación.

Científicos norteamericanos han descubierto a un grupo de neuronas que es capaz de distinguir las voces, las frases y la entonación, pudiendo de esta forma identificar al hablante. El estudio confirma que el cerebro es capaz de identificar características importantes que dan significado a lo que está escuchando.

Los cambios en la entonación son fundamentales para el éxito de la comunicación humana. En las lenguas tonales, como el chino mandarín, la alteración del tono llega a cambiar por completo el significado de una palabra. Y en idiomas como el inglés o el español, esta variación puede modificar el sentido de una frase.

Aunque está demostrado que ciertas partes del cerebro humano y de otros primates son sensibles al tono vocal y al modo de hablar, ningún estudio ha descubierto el misterio sobre cómo se detectan y se representan esos cambios en el cerebro.

Investigadores de la universidad de California en San Francisco, cuyos resultados se publican en la revista Science, han identificado un grupo concreto de neuronas en el cerebro que crean diferentes respuestas a las modificaciones en el tono del lenguaje.

“Una de las misiones del laboratorio es entender de qué manera el cerebro traduce los sonidos en significado”, asegura Claire Tang, coautora del trabajo, en un comunicado de la citada universidad-

“Lo que estamos observando es que hay neuronas en el neocortex cerebral que procesan no solo qué palabras estamos diciendo, sino también cómo son dichas”, explica.

Tang y su equipo monitorizaron la actividad eléctrica de las neuronas en una parte de la corteza auditiva, el giro temporal superior (STG, por sus siglas en inglés), donde ya se habían observado indicios del procesamiento del acento, los tonos y la entonación.

Así, analizaron la respuesta de las neuronas ante cuatro frases grabadas por tres voces diferentes y con distintas entonaciones: neutral, enfatizando la primera palabra, enfatizando la tercera, o en modo pregunta.

Los resultados demostraron que algunas neuronas del STG pueden distinguir las voces debido a las diferencias en la gama vocal. Otras neuronas distinguen cada una de las frases, sin importar quién lo diga, basándose en los distintos fonemas que las forman.

Y un último grupo hace distinciones entre los cuatro patrones de entonación usados, de modo que modifican su actividad dependiendo de donde recaiga el énfasis, sin importar la frase o la persona que las pronuncie.

Algoritmo para anticiparse a las neuronas 

A partir de esta información, los científicos crearon un algoritmo para predecir la reacción de las neuronas en función del hablante, la fonética y la entonación, y trataron de deducir las respuestas ante cientos de frases pronunciadas por diferentes personas.

De este modo, observaron que las neuronas que responden a la entonación se centran más en el tono relativo alto y bajo de la voz, es decir, cómo varía la entonación a cada instante del discurso.

Por el contrario, aquellas neuronas que responden ante los distintos hablantes se enfocan más en el tono absoluto (capacidad de distinguir una nota sin la ayuda de otra referencial).

“Para mí este es uno de los aspectos más emocionantes del estudio”, asegura Tang. “Hemos sido capaces de demostrar no solo dónde se codifica la prosodia, sino cómo, al explicar la actividad en términos de cambios específicos en el tono vocal”.

El estudio, que se pudo llevar a cabo gracias a una tecnología para mapear la actividad eléctrica en pacientes con epilepsia severa antes de la cirugía, sostiene una vez más que el cerebro es capaz de identificar características importantes que dan significado a lo que está escuchando.

Pero más importante aún, revela cómo el cerebro es capaz de desmontar la compleja fuente de sonidos del habla que recibe en cuestión de milisegundos (entonación, consonantes y vocales que forman palabra y frases, etc.).

“Ahora, la pregunta importante sin contestar es cómo controla el cerebro nuestro tracto vocal para producir esos sonidos intencionales. Espero que resolvamos este misterio pronto”, concluye Tang.

Referencia
Intonational speech prosody encoding in the human auditory corte. Science  Vol. 357, Issue 6353, pp. 797-801. DOI: 10.1126/science.aam8577
Fuente: http://www.tendencias21.net/Descubren-como-el-cerebro-identifica-a-la-persona-con-la-que-hablamos_a44125.html
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Neurociencias y educación: qué es importante para el aprendizaje

Por: Facundo Manes

La educación, como se sabe, involucra dos acciones fundamentales: la de enseñar y la de aprender. Las investigaciones científicas sobre la conducta humana y el funcionamiento cerebral brindan información valiosa sobre cómo los seres humanos enseñamos y aprendemos que puede ser útil para las teorías y prácticas educativas. Las neurociencias pueden realizar importantes contribuciones al conocimiento para facilitar la comprensión de procesos cognitivos claves para la enseñanza-aprendizaje, tales como la memoria, la atención, el lenguaje, la lectoescritura, las funciones ejecutivas, la toma de decisiones, la creatividad y la emoción, entre otros. Las neurociencias modernas son también importantes para el entendimiento de situaciones de riesgo de aprendizaje (por ejemplo, dislexia y discalculia) y así ofrecer un beneficio para muchísimos niños.

La metodología utilizada en el campo de las neurociencias cognitivas humanas y la psicología experimental ofrece además la posibilidad de probar empíricamente estrategias e intervenciones que pueden implementarse en el área de educación como, por ejemplo, el monitoreo y la comparación de distintas modalidades de enseñanza y aprendizaje. Sin embargo, aunque se pueda enfatizar el potencial de las neurociencias como una herramienta para mejorar la educación, la transición del laboratorio al aula no es sencilla.

Desde el momento en que nacemos, nos la pasamos aprendiendo. Así, procesamos información y construimos «esquemas mentales» del mundo para poder reflexionar, tomar decisiones y actuar. El aprendizaje es tan importante y tan central en la vida que por eso se vuelve primordial tratar de comprender qué es, cómo se produce y cómo se pueden mejorar los procesos, en lo individual y en lo social. Gracias al avance de la ciencia, hoy sabemos que, en su desarrollo, nuestro cerebro se va esculpiendo, es decir, va cambiando tanto su estructura como su funcionamiento. Así, las conexiones neuronales se van modificando a lo largo de la vida como producto del aprendizaje y la interacción con el ambiente que nos rodea. Esta capacidad del cerebro, denominada «plasticidad cerebral«, da cuenta de que los conocimientos y habilidades que adquirimos no son estáticos, sino que están en constante cambio. En pocas palabras: aprender es bueno para el cerebro.

El aprendizaje puede realizarse de distintas formas; una de ellas se da de manera guiada, pautada y asistida. Por ejemplo, las personas solemos aprender a leer y a escribir si otra persona nos lo enseña explícitamente. Sobre las prácticas planificadas y mediadas se sustentan las acciones desarrolladas por las instituciones educativas. En este sentido, los contenidos curriculares y objetivos para cada etapa, los modelos pedagógicos y la distribución del tiempo en la jornada escolar se apoyan -o deberían hacerlo- en supuestos sobre cómo aprendemos. Es así que el diálogo entre las múltiples disciplinas puede contribuir al desarrollo de una educación de mayor calidad que provea las bases para que todos aprendan y desarrollen plenamente el máximo de su potencial.

Diversos estudios científicos sobre el comportamiento humano, el funcionamiento del cerebro y la psicología experimental han mostrado evidencia sobre factores que promueven o facilitan el aprendizaje:

* Tener una buena nutrición es esencial para el aprendizaje. Investigaciones en poblaciones que sufren malnutrición han probado que ciertos tipos de deficiencia nutricional impactan negativamente en el cerebro y en el desarrollo de las funciones cognitivas. Los programas de alimentación escolar han resultado efectivos para mejorar la asistencia y permanencia de los niños y niñas en la escuela. Asimismo, pueden contribuir a incrementar la equidad social, prevenir las carencias nutricionales y promover hábitos saludables de alimentación.

* La exposición crónica a situaciones de estrés puede generar efectos adversos en el aprendizaje. Un niño que reacciona con ansiedad extrema a las pequeñas tensiones diarias en la escuela es posible que tenga dificultades para interactuar con sus compañeros y en su rendimiento escolar. Una dosis tolerable de estrés suele aumentar la vigilancia y mejorar el rendimiento en tareas complejas. Pero, al convertirse en algo crónico, el estrés afecta el desarrollo cognitivo, social y emocional, el rendimiento, el aprendizaje, la memoria de trabajo, el autocontrol emocional y la capacidad atencional impactando en el desempeño escolar. Los efectos del estrés crónico son frecuentes en los niños que viven en condiciones adversas.

El ejercicio físico beneficia la capacidad de aprender a través de una variedad de mecanismos directos e indirectos como el aumento en la regulación de factores neurotróficos (que favorecen la supervivencia de las neuronas) y la neurogénesis (generación de nuevas neuronas) en el hipocampo (área cerebral clave en la formación de la memoria). Indirectamente, el ejercicio mejora el humor y el sueño, reduce el estrés y la ansiedad, situaciones que afectan el rendimiento cognitivo.

Dormir lo suficiente promueve los procesos de memoria y aprendizaje. Luego de una jornada intensa de aprendizaje, el sueño beneficia la consolidación, reestructuración, generalización y recuerdo selectivo de la información adquirida. Contrariamente, la falta de sueño se asocia con menor atención, olvidos y menor capacidad para realizar tareas que requieren de gran esfuerzo y control mental.

* En la adolescencia, el ritmo circadiano cambia y se vuelve más «nocturno». Este cambio se explica por factores biológicos naturales y no por cambios de hábitos. Esto hace que el horario de alerta, en el que estamos más dispuestos para aprender, se corra algunas horas de la mañana. Por eso, los jóvenes suelen tener somnolencia, hecho que impacta negativamente en el desempeño escolar. En base a estas evidencias muchos sugieren que el horario de ingreso al colegio debería retrasarse en la secundaria. Otra estrategia más sencilla de llevar a cabo consiste en evitar tareas cognitivamente demandantes durante las primeras horas de clase.

* Es importante la distribución de aprendizaje en el tiempo (evitar estudiar todo el contenido en poco tiempo). Expandir los espacios de descanso entre los aprendizajes afecta de manera positiva en el aprendizaje a largo plazo. Los intervalos largos entre períodos de estudio serían ideales para retener conceptos.

* Cuando un estudiante interactúa y participa activamente con el conocimiento, la información puede integrarse y consolidarse más fácilmente en los circuitos neuronales de la memoria a largo plazo. Asimismo, las prácticas de enseñanza entre los alumnos, cuando debaten, explican, predicen o discuten contenidos, permiten una mayor y mejor comprensión de los conceptos o ideas.

* Las creencias acerca de la capacidad de aprendizaje influyen en la motivación y el desempeño académico. Diversos estudios demostraron que los estudiantes que piensan que las capacidades cognitivas y de aprendizaje son maleables y flexibles, están más dispuestos a asumir tareas desafiantes y a ampliar sus conocimientos. En cambio, los que creen que son rasgos fijos y que no cambian (por ejemplo, al pensar: «yo no soy bueno para las matemáticas») suelen centrarse más en los objetivos de su rendimiento, son más reacios a asumir tareas muy difíciles y son más sensibles al comentario negativo.

* La motivación intrínseca se refiere al interés genuino por participar de una actividad, sentirse competente y autónomo. Cuando los estudiantes están intrínsecamente motivados, tienen más probabilidades de mejorar el aprendizaje, organizar la nueva información de manera eficaz y relacionarla con lo que ya saben. Por el contrario, si están motivados por cuestiones extrínsecas, se involucran en las tareas como un medio para un fin determinado, por ejemplo, para obtener una buena calificación, para conseguir los elogios de sus padres o para evitar el castigo.

La capacidad de jugar está fuertemente relacionada con el desarrollo cognitivo y el bienestar social y emocional. El juego en los niños es una herramienta básica para el desarrollo de la función simbólica. Además, se ha demostrado que es un predictor de las capacidades lingüísticas, la autorregulación y la flexibilidad cognitiva. La calidad de la imaginación y la fantasía del juego en la infancia se asocia a medidas de creatividad a lo largo de la vida. Por su parte, contar con tiempo y espacios adecuados para que los padres jueguen con sus hijos favorece el vínculo de apego. Y esto, a su vez, contribuye a que sean emocionalmente más seguros.

* Ser capaz de autodirigirse y tomar control del propio aprendizaje es un elemento vital para organizar y alcanzar los objetivos escolares. Estas habilidades se sustentan en lo que se conoce como «funciones ejecutivas», es decir, la capacidad para establecer metas, planificar y automonitorear el propio desempeño para alcanzar un objetivo. Es importante que los docentes apoyen su desarrollo, promoviendo, por ejemplo, el control de los impulsos, la planificación y la organización de las actividades.

* Existe evidencia de que la auto-evaluación (que el estudiante reflexione sobre lo aprendido fuera de clase) mejora, en diferentes situaciones y temas, el rendimiento y la retención a largo plazo. Por el contrario, hay datos que demuestran que subrayar y releer mecánicamente como mera acumulación son ineficaces y pueden consumir mucho tiempo.

* Hacer mucho hincapié en la «inteligencia» o el «talento» -con la creencia de que tales atributos son innatos y fijos- aumenta la vulnerabilidad al fracaso, el miedo a los desafíos y la apatía para aprender y mejorar. Estimular la perseverancia, la dedicación, el esfuerzo, la tenacidad y el proceso de aprendizaje, en lugar de focalizar en la inteligencia o talento, genera mejores logros en la escuela y en la vida. Se ha mostrado que el refuerzo verbal o halago es más efectivo cuando se dirige al esfuerzo y a los procesos (ej. «Debes haber trabajado muy duro para lograr este excelente trabajo») que cuando se dirige a atributos personales del niño o joven (ej. «Tu excelente trabajo demuestra que sos muy inteligente»). La explicación radicaria en que, cuando los halagos apuntan a la personalidad del niño o joven, pueden disminuir su motivación ante nuevos desafíos que impliquen el riesgo de poner en cuestión el auto-concepto. En cambio, los refuerzos orientados a procesos construyen confianza en uno mismo y persistencia para enfrentar nuevos desafíos.
Es importante remarcar, principalmente por el interés general que despierta en la actualidad la neurociencia, que existen varias creencias erróneas basadas en interpretaciones incorrectas de investigaciones científicas que, a veces, incluso, tienen una repercusión mediática o pública. Los llamados «neuromitos» o creencias sin base científica también existen en torno a los procesos cognitivos involucrados en la educación. Algunos de ellos son que «usamos solo el 10% del cerebro», que «el cerebro izquierdo es el sitio de la racionalidad y el derecho de la creatividad» o que «existe un estilo de aprendizaje visual, auditivo y kinestésico». Estas concepciones sin sustento científico pueden llevar a la implementación de prácticas desacertadas.

Las neurociencias, la psicología y las ciencias del comportamiento dan cuenta sobre ciertos aspectos del aprendizaje escolar, pero de ninguna manera pueden ofrecer recetas mágicas. Toda decisión sobre cuestiones educativas no puede ni debe ser espasmódica ni unidireccional. Se requiere para eso de la reflexión crítica y elaboración interdisciplinaria, del diálogo y del consenso. Es en el encuentro entre disciplinas (educadores, psicólogos, científicos sociales, neurocientíficos, etc.) donde surge la interacción que podría producir mejoras en las capacidades de enseñanza-aprendizaje. Y en todo esto existen hombres y mujeres que, como dice Brecht sobre los luchadores de toda la vida, son imprescindibles. Son ellos quienes verdaderamente construyen los puentes entre las teorías y las prácticas de enseñanza y aprendizaje, quienes conocen cabalmente la realidad de cada aula, quienes día a día trabajan con sus alumnos, promueven el conocimiento y les brindan factores claves para el aprendizaje -e irremplazables por la tecnología- como el contacto humano, el ejemplo, el afecto, la inspiración, la mirada social y la motivación: son los maestros, siempre los maestros.

Fuente: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:http://www.infobae.com/salud/ciencia/2017/08/24/neurociencias-y-educacion-que-es-importante-para-el-aprendizaje/&gws_rd=cr&ei=FlSgWbLYBYW2mwHb3ZjgAg

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Costa Rica: Nueva terapia multisensorial estimula y ejercita el cerebro

Centro América/Costa Rica/06 Agosto 2017/Fuente: larepublica/Autor: Karla Barquero

Con música y diferentes frecuencias se logra estimular y ejercitar el cerebro de personas con autismo, síndrome de Down y otros.

Por medio de la terapia multisensorial de sistemas integrados de escucha (ILS por sus siglas en inglés), donde la música se filtra en el oído en forma de vibración, el sonido hace una conducción eléctrica que llega a las diferentes áreas del cerebro que requieren estímulo.

Funciona a través de unos audífonos conectados a una máquina que envían música al paciente y por medio de diferentes frecuencias consigue estimular el oído interno y medio vestibular (relacionado con el equilibrio).

Ambos audífonos se colocan mediante una diadema con sensores que produce estimulación motora leve. Es decir, consigue estimular tanto de forma auditiva como sensorial a quien la recibe.

“Cuando la persona escucha la música que se graba en diferentes frecuencias, se estimula el sistema vestibular y también da actividades de motora fina y gruesa. Con esto se perciben mejoras en la concentración, en la coordinación visomotora (tareas donde se utilizan de manera simultánea el ojo, mano, dedos; como rasgar, cortar, pintar, colorear) y ayuda a reducir niveles de ansiedad”, detalló Catalina Cárdenas, de Psicología para tod@s.

También se ofrecen actividades con otros sentidos que involucran vista, tacto, olfato; además desarrollamos actividades de balance equilibro.

El sistema utiliza un método general; sin embargo, el profesional a cargo personaliza el programa a conveniencia de su paciente.

Además de diagnosticados con el espectro autista y síndrome de Down, esta terapia puede beneficiar a personas con problemas de ansiedad, dificultades del desarrollo, de aprendizaje, desórdenes de procesos sensoriales, lesión cerebral traumática, bruxismo (rechinamiento de dientes), entre otros.

La ILS comprende unas 60 sesiones cortas cuyos resultados se empiezan a apreciar tras la terapia 15.

Se recomienda su aplicación una o dos veces por semana durante unos 45 minutos. Cada sesión tiene un costo que ronda los ¢25 mil desde los dos años de edad.

La terapia solo está contraindicada en personas con esquizofrenia, trastornos convulsivos y desorden bipolar.

LOS BENEFICIADOS

Dos de los grupos beneficiados con estos estímulos serían las personas con autismo y con síndrome de Down.

En el país:

-Tres de cada 100 costarricenses sufren algún tipo de autismo

-Solo en el segundo semestre de 2016, se atendieron unos 115 casos nuevos

-Durante 2016, el servicio de Neurodesarrollo del Hospital Nacional de Niños atendió unos 1.424 menores con el diagnóstico de autismo

-Unas 5 mil personas tienen síndrome de Down

Fuente de la noticia: https://www.larepublica.net/noticia/nueva-terapia-multisensorial-estimula-y-ejercita-el-cerebro

Fuente de la imagen: https://www.larepublica.net/images/2017/07/13/201707131710400.620.jpg

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Los maestros están más sanos cuando aprenden, además de enseñar

Por: Tendencias 21

Un estudio halla una fuerte correlación entre el aprendizaje, el desarrollo personal y la salud.

Diversos estudios estudios han indicado que existe un vínculo entre el aprendizaje y la salud. Por ejemplo, en 2010, un estudio de la Universidad de California en Irvine (EEUU) reveló que el aprendizaje potencia la salud del cerebro.

Ahora, una nueva investigación, realizada por científicos de la Universidad West y de la Universidad Linnaeus -ambas en Suecia- ha revelado que el aprendizaje puede tener un efecto más general en la salud. Concretamente, en la salud de los maestros de escuela.

El estudio fue realizado con una muestra aleatoria de 229 profesores de 20 escuelas de la provincia sueca de Västra Götaland. Todos ellos respondieron a un cuestionario, que incluyó mediciones sobre su salud, su capacitación y su trabajo, con aprendizaje integrado. Los datos resultantes mostraron una correlación estadística altamente significativa entre dichas mediciones.

Más concretamente, mostraron que, para tener un buen estado de salud, los maestros no necesitan solo enseñar, sino también deben aprender y desarrollarse, informa la Universidad Linnaeus en un comunicado difundido por AlphaGalileo.

Aumentar la fluidez

Un estado pleno de aprendizaje se caracterizaría por una ‘sensación de fluidez’. Esta ha sido descrita por los investigadores como el «estado de inmersión completa en una actividad», de  manera totalmente efectiva y que, al mismo tiempo, produzca «un enorme disfrute».

En el presente estudio, se probó la relación entre una medida de ese «estado de fluidez» y la salud de los maestros. Se constató así la existencia de una fuerte correlación entre ambos factores.

Según Yvonne Lagrosen, investigadora de la Universidad West y coautora del análisis, la correlación podría tener su origen en que la ‘sensación de fluidez’ hace que la carga de trabajo se perciba como más leve.

En otras palabras, que si los maestros disfrutan de su trabajo hasta el punto de quedar completamente absorbidos por él, tendrán más posibilidades de que su labor influya positivamente en su salud.

A pesar de que los investigadores reconocen que su estudio  solo ha sido llevado a cabo en escuelas -por lo que, dicen, las posibilidades de generalizar sus resultados a otros sectores son inciertas-, señalan los resultados obtenidos indican que, para estar sanos, es bueno aprender y desarrollarse constantemente, tanto en la profesión como en la vida.

En términos generales, la salud es uno de los aspectos más importantes de la vida. La mayoría de la gente define su calidad de vida en términos de independencia, seguridad, armonía, relaciones humanas y una buena salud. Sin embargo, a menudo, los factores laborales tienen un impacto negativo en la salud de los trabajadores. Se ha calculado que la mayoría de los trabajadores europeos experimentan al menos un problema de salud al año relacionado con su trabajo.

Referencia bibliográfica:

Stefan Lagrosen, Yvonne Lagrose. Work integrated learning for employee health in school. International Journal of Quality and Service Science (2014). DOI: 10.1108/IJQSS-09-2012-0015.

Fuente: http://www.tendencias21.net/Los-maestros-estan-mas-sanos-cuando-aprenden-ademas-de-ensenar_a39831.html
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Neurocientífico asegura que todo el mundo puede ser un prodigio

Por: El Comercio

Idriss Aberkane, investigador francés, afirma que «ante todo, un prodigio es alguien que hace lo que le gusta, hace algo en lo que es bueno, que el mundo necesita y para lo que puede ser pagado».

Todo el mundo puede ser un prodigio, pero no utilizamos bien el cerebro, señala el neurocientífico Idriss Aberkane, quien, para lograrlo, defiende un cambio radical del sistema educativo y que «la pasión y el amor» vuelvan a las aulas.

«Soy de los que piensa que todos podríamos ser prodigios; el problema no radica en nuestras capacidades, sino en la definición del término prodigio que, en el fondo, es muy pueril», señala Aberkane en su nuevo libro, «Libera tu cerebro» (editorial Planeta).

Y es que, lamenta Aberkane, la sociedad ha creado un modelo de aprendizaje que únicamente se basa en los resultados académicos obtenidos, no en el desarrollo de las habilidades mentales.

Por eso, hay que distinguir entre «la vida puntuada», basada en el aprendizaje tradicional, y la «vida real», donde hay que utilizar otras habilidades además de los conocimientos académicos y donde es vital expresarse libremente, ser autónomo o trabajar en grupo.

Este experto parisino, que antes de los 30 años ya contaba con tres doctorados, uno de ellos en neurociencia, afirma que durante mucho tiempo se sostuvo que uno era prodigio de nacimiento.

«Ahora nos damos cuenta de que, ante todo, un prodigio es alguien que hace lo que le gusta, hace algo en lo que es bueno, que el mundo necesita y para lo que puede ser pagado», explica a Efe Aberkane, quien añade que la genética juega un papel, pero «para nada es determinante; es mentira decir que la genética lo determina».

Este neurocientífico apunta que el mundo sería mejor con más prodigios y advierte de que todas las revoluciones en la historia de la Humanidad pasan por tres etapas: primero se considera ridículo, luego peligroso y después evidente, como con el voto femenino.

¿Entonces cómo se aprende a ser un prodigio? Aberkane resume que la curiosidad y la práctica son las claves en una educación que debe fomentar la «neuroergonomía» o el arte de utilizar bien el cerebro, y esto -asegura- está lejos de premiar la mera memorización.

A su juicio, los juegos y videojuegos sirven para captar y canalizar esa necesaria atención, la cual «hay que seducir».

No se trata de «embuchar» conocimiento, sino de una educación dinámica, pero para lograrlo el profesor no puede verse solo.

En este sentido, Aberkane, embajador del campus digital de sistemas complejos de la Unesco, defiende que el profesorado tiene que saber formar una red, a través de la cual pueda aprender nuevas prácticas pedagógicas para movilizar la inteligencia colectiva.

Para movilizarla hacen falta dos cosas, el derecho a equivocarse y despolitizar la educación.

En cuanto a la investigación del cerebro, este experto dice que no se puede determinar el porcentaje del cerebro que conocemos: «sabemos cosas, pero nuestra ignorancia sobre este órgano es gigantesca; no sabemos para qué sirve el sueño, por ejemplo».

«Tenemos elementos pero ningún neurocientífico puede decir exactamente para qué sirve, lo que prueba hasta qué punto ignoramos muchas cosas», relata Aberkane, quien para combatir la pseudociencia reivindica la divulgación: «Hay que hacer ‘marketing’ de la ciencia».

El conocimiento mundial, subraya, se duplica cada siete años, por lo que «la bañera del conocimiento» se rellena más rápido de lo que se vacía, así que hay que encontrar nuevos métodos para transmitirlo.

Para esto el mejor posicionado es EEUU, que «ha logrado hacer a los ‘geeks’ (fanáticos de la tecnología) sexis; ha conseguido que un ingeniero con su camisa y bolígrafos lo sea y salga en las películas».

La divulgación no está reñida con el rigor científico, asegura Aberkane, quien concluye que el «marketing» científico bien hecho sirve para estimular el deseo, en este caso, por aprender.

Fuente: https://elcomercio.pe/tecnologia/ciencias/neurocientifico-asegura-mundo-prodigio-438976

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Modelizan el cerebro con piezas virtuales de Lego

Por: Tendencias 21

Ayudará a los neurocirujanos en las delicadas operaciones quirúrgicas.

Investigadores de Luxemburgo han modelado el cerebro con piezas virtuales de Lego, con la finalidad de ayudar a los neurocirujanos durante las intervenciones quirúrgicas. El modelo prevé la deformación del órgano durante la operación y proporciona información sobre la localización exacta de las zonas que deben ser operadas y de las zonas vulnerables.

nvestigadores de la Universidad de Luxemburgo, en colaboración con la Universidad de Estrasburgo, han desarrollado un método de cálculo que podría guiar a los cirujanos mientras operan al cerebro, según informa la citada universidad en un comunicado.

A menudo, los neurocirujanos deben operar a ciegas, ya que tienen una visión limitada de la superficie del órgano y no consiguen ver lo que se oculta en el interior. Algunas imágenes pueden tomarse sistemáticamente durante la intervención quirúrgica, pero desde que empieza la sesión de fotos, la ubicación de la zona específica que debe ser operada varía, un riesgo que el cirujano debe evitar constantemente.

Los profesionales se basan sobre todo en su experiencia cuando utilizan instrumentos quirúrgicos para, por ejemplo, retirar un tumor sin dañar el tejido sano, o sin seccionar por accidente importantes vías sanguíneas.

Stéphane Bordas y su equipo, de la Universidad de Luxemburgo, han desarrollado un método para formar a los cirujanos y ayudarles a estar entrenados para operaciones complejas, así como a guiarles durante la intervención.

Para conseguirlo, el equipo ha desarrollado modelos matemáticos y algoritmos digitales que permiten prever la deformación del órgano durante la operación y de proporcionar información sobre la localización exacta de las zonas que deben ser operadas y de las zonas vulnerables. Gracias a estas herramientas, el profesional puede practicar operaciones virtuales previas, con la finalidad de anticipar posibles complicaciones potenciales.

Conociendo que el cerebro es una materia compuesta de materia gris, materia blanca y de fluidos, los investigadores utilizan datos obtenidos mediante imágenes de resonancia magnética (entre otras) para descomponer el cerebro en piezas similares a las de un juego de Lego.

 

Imagen del sistema desarrollado para ayudar a los neurocirujanos. Foto: Universidad de Luxemburgo.

Imagen del sistema desarrollado para ayudar a los neurocirujanos. Foto: Universidad de Luxemburgo.
Miles de Legos interactivos

El color de cada una de estas piezas depende de la materia que representa: blanca, gris o fluida. Este cerebro digital en Lego, como así le llaman los investigadores, se compone de miles de estas piezas interactivas y móviles que se utilizan para calcular la deformación de un órgano sometido a cirugía.

Cuanto más se utilizan estas piezas para modelizar el cerebro, más precisa es la simulación. Sin embargo, mientras más piezas se solicitan, más se ralentiza la velocidad de tratamiento, ya que la velocidad de cálculo requerida es mayor. Para el usuario, es indispensable encontrar el equilibrio entre precisión y velocidad cuando decide el número de piezas a utilizar en cada operación.

Los trabajos del profesor Bordas son cruciales porque permiten, por primera vez, controlar a la vez  la precisión y el tiempo de cálculo de las simulaciones.

El  método ofrece un ahorro de tiempo y de dinero al profesional, indicándole el tamaño mínimo que las piezas de Lego deben tener para conseguir la precisión necesaria, según los investigadores.

Por ejemplo, si el margen de error aceptable en una determinada intervención es del 10%, las piezas de Lego deben tener un tamaño mínimo de 1 mm., aseguran los investigadores. Si el margen aceptable es del 20%, las piezas de Lego a utilizar deben ser de 5 mm.

Este método tiene al menos dos ventajas, concluyen: se puede estimar la calidad y concentrar el esfuerzo de cálculo requerido solo sobre las zonas escogidas para operar, lo que permite ahorrar un tiempo de cálculo precioso.

Los investigadores se proponen ofrecer más adelante a los neurocirujanos una solución que funcione en tiempo real durante las intervenciones, de tal manera que puedan actualizar el modelo de simulación con la ayuda de los datos (imágenes previas) de cada paciente, aunque falta un poco para conseguir este nivel.

Todavía deben desarrollar métodos más robustos para evaluar el comportamiento mecánico de cada pieza de Lego que representa al cerebro. Al mismo tiempo, deben poner a punto una plataforma informática en la que los cirujanos puedan testar el modelo para decir si es realmente práctico.


Referencia
Real-time Error Control for Surgical Simulation. IEEE Transactions on Biomedical Engineering (DOI: 0.1109/TBME.2017.2695587). Volume: PP Issue: 99.
Fuente: http://www.tendencias21.net/Modelizan-el-cerebro-con-piezas-virtuales-de-Lego_a44026.html
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El cerebro crea estructuras geométricas para tomar una decisión

Por: Tendencia 21

Pueden tener hasta 11 dimensiones, dependiendo del número de neuronas implicadas.

Las neuronas del cerebro forman estructuras geométricas multidimensionales para procesar información, que se deshacen súbitamente al tomar una decisión. Existen decenas de millones de cuerpos geométricos con 7 dimensiones en un pequeño segmento del cerebro y en algunas redes de neuronas estas estructuras geométricas tienen hasta 11 dimensiones, según un estudio.

Un nuevo n nuevo estudio desarrollado en el marco del proyecto Blue Brain ha descubierto que las neuronas forman estructuras geométricas de hasta 11 dimensiones para procesar información y que estas estructuras desaparecen súbitamente una vez que se toma una decisión.

Este estudio, publicado en Frontiers in Computational Neuroscience, proporciona la primera concepción geométrica de la forma en que se trata la información en el cerebro, según se explica en un comunicado.

Los autores de esta investigación han descubierto que las neuronas forman cuerpos geométricos multidimensionales cuando un grupo de neuronas se agrupa en una especie de camarilla o pandilla para responder a un estímulo externo.

Cada neurona se conecta a las demás de la misma camarilla de una manera específica que genera un objeto geométricamente preciso. Cuantas más neuronas hay en una camarilla, mayores dimensiones tiene el objeto geométrico.

Hemos descubierto algo que no imaginábamos, explica el director del Blue Brain Project, Henry Markram. Existen decenas de millones de estos cuerpos geométricos multidimensionales con 7 dimensiones en un pequeño segmento del cerebro y en algunas redes de neuronas estas estructuras geométricas tienen hasta 11 dimensiones, añade.

Para descubrirlo, los investigadores crearon un microchip del cerebro de una rata compuesto por 31.000 neuronas y 8 millones de conexiones, que representaba el modelo de funcionamiento del cerebro del roedor a partir de datos psicológicos.

Realizando experiencias virtuales con este microchip, los científicos pudieron describir de manera cuantitativa la organización geométrica de las neuronas a partir de objetos matemáticos multidimensionales, pudiendo observar de una forma inédita las respuestas de las neuronas a estímulos provocados por los investigadores.

Las neuronas se organizan de forma abstracta

Los científicos se centraron particularmente en las familias de neuronas llamadas camarillas, constituidas por neuronas unidas unas con otras, en parejas, con direcciones específicas de transmisión de la señal de una neurona a la otra.

De esta forma constataron que las neuronas se agrupan por parejas dentro de un núcleo de tres o cuatro parejas, confirmando así las observaciones experimentales realizadas en laboratorio sobre pequeñas muestras de tejido cerebral de la rata. Pero al mismo tiempo se dieron cuenta de que las células nerviosas formaban grupos más amplios que unían hasta ocho neuronas en el microchip virtual.

La representación matemática de estos pares de neuronas se asemeja al juego “tres en raya”, en el que las neuronas se representan por puntos y las conexiones (sinapsis) por las líneas. Cada línea señala la dirección en la que la señal se desplaza de una neurona a la otra.

El número de neuronas de una familia determina la forma de la camarilla, de tal forma que dos neuronas vinculadas forman una línea recta, tres neuronas un triángulo, cuatro neuronas una pirámide tridimensional sólida, mientras que cinco neuronas y más construyen poliedros de más dimensiones, de tal forma que la camarilla compuesta de ocho neuronas corresponde a un poliedro de 7 dimensiones.

Estímulos externos

Una vez establecida esta clasificación abstracta de las neuronas, los científicos, por primera vez, han podido caracterizar las respuestas provocadas en el microchip virtual como consecuencia de estímulos externos.

Acariciando los bigotes de los roedores virtuales, los científicos estimularon la actividad en el microchip y observado la activación de las camarillas de neuronas y la evolución de su respuesta al estímulo a lo largo del tiempo.

Independientemente del tipo de estímulos, observaron que las camarillas activadas se  agrupan para formar cavidades de diferentes dimensiones. Notaron que estas cavidades aparecen siempre, primero con pocas dimensiones débiles, pero después con más dimensiones durante el proceso de tratamiento de la información en el microcircuito virtual, hasta la desintegración súbita de todas las cavidades.

Estos resultados indican que existe un recableado constante del cerebro que, en el momento de tratar la información, crea una red con el mayor número posible de estructuras geométricas dimensionales que se desintegra una vez que se ha tomado una decisión.

Los científicos se preguntan si tareas cerebrales más complejas pueden dar lugar a modelos más complejos de cavidades.

 

Fuente: http://www.tendencias21.net/El-cerebro-crea-estructuras-geometricas-para-tomar-una-decision_a44013.html
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