Do you know what a MEG (magnetoencephalography) is?

A Magnetoencephalography (MEG) is a technique for mapping brain activity by recording magnetic fields produced by electrical currents occurring naturally in the brain, using arrays of SQUIDs (superconducting quantum interference devices). Applications of MEG include basic research into perceptual and cognitive brain processes, localizing regions affected by pathology before surgical removal, determining the function of various parts of the brain, and neurofeedback.

Here, you will find a full explanation of what a MEG is.
http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetoencephalography




And also an instructive video:

 

The Brain’s Working-Memory Capacity Revealed

A new study provides a deeper look into why most people’s brains have a limited capacity to memorize information. The knowledge gained in the paper, which was published in last week’s issue of the Proceedings of the National Academy of Science, could help hone cognition-boosting games and visual displays for airplane pilots and automobile drivers.

One of the more basic limitations of our intelligence is the maximum number of information pieces the brain can memorize and retrieve on a short-term basis. This is known as the maximum capacity of the working memory.

                                                    

A team from the Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, Mass., tested the working-memory capacity of two macaque monkeys. The researchers were not surprised to find that four is the maximum number of objects the macaques could remember information about at any given time. That’s the same maximum capacity of most people’s working memory, according to earlier studies.

(Monkey's Can Recall Simple Shapes)

But the MIT team members did not expect their major finding, which was that the left and right visual fields—and hence the right and left hemispheres of the brain where information from each field, respectively, is processed—seem to be independent. Neural recordings uncovered the fact that the monkeys were limited to recalling two objects in their right and left visual fields.

“Before the study, we expected that information resources in your brain could be used in a very flexible way —that one hemisphere can lend a hand when the other hemisphere is only using part of its capacity,” explained lead researcher Timothy Buschman, PhD. “But it seems that’s not the case. There are limitations—although we don’t yet know whether these are physical or something else—to how information from the outside world can be represented internally in the brain and hence remembered, accessed and utilized.”

Dr. Buschman is a postdoctoral associate at the Picower Institute for Learning and Memory in the Department of Brain and Cognitive Sciences at MIT. He, along with his supervisor and institute associate director Earl Miller, Ph.D, and two other researchers simultaneously recorded the firing of neurons in the prefrontal and parietal cortices of the brains of the two macaques. The monkeys watched a computer screen that displayed very briefly, either two, three, four, or five coloured squares. A short time later the monkeys were shown the same display but with one square coloured differently. The macaques received a reward for glancing toward the single changed square.

Each monkey could only remember information regarding an average of four coloured squares. In addition, the neural recordings showed that the monkeys could only recall two objects on each side of their field of vision. The limitation occurred during memory encoding, not during memory retrieval.

“Why our working memory has a limited capacity has been the subject of an ongoing debate among researchers,” said Dr. Buschman. “One group believes it’s because there only a limited number of objects we can hold in our mind at one time. Other people think we have a pool of available resources that we can divvy up—and capacity limitations happen as we divide up those resources for use with particular memories, overextending ourselves too much. And our study shows a hybrid model is likely what is happening— resources are pooled, except there are actually two pools. And we can’t take resources from one pool and use them to help out the other pool.”

Dr. Buschman noted the separate pools of working-memory resources can be harnessed in several practical ways. He and Dr. Miller hope to build visual displays, such as heads-up displays (transparent displays of information that present information without requiring the viewer to look away, initially developed for aviation) that have similar amounts of information in the left and right sides. This would not overload viewers’ working-memory capacity and hence would allow more information on the displays to be retained and accessed.

“In addition, better brain-training games can be developed that isolate each visual hemisphere, targeting training to weaknesses in each hemisphere alone,” concluded Dr. Buschman.

Via:  Rosemary Frei, Freelance Journalist for “Betterbrainbetterlife.com”

Meditación y Neurociencias, un estudio científico más que demuestra que entrenando tu mente, cambiás tu cerebro

La siguiente entrada, es una mejorable traducción personal, realizada del artículo publicado en Scientific Midfulness, el día 6 de abril del 2011. Para ver la nota original, diríjase al siguiente enlace:
http://www.scientificmindfulness.com/2011/04/neural-correlates-of-focused-attention.html

Aclaración: cuando en el artículo se habla en primera persona, refiere al autor original del texto, y no al traductor.

Correlatos neurales entre atención focalizada y la práctica de meditación (fMRI)

Un antiguo compañero de postgrado, me envió un ingenioso estudio de neuroimagen realizado por un grupo de investigadores en Italia. El artículo comparaba 8 monjes budistas y 8 practicantes novicios de meditación. Los monjes del estudio, formaban parte de una tradición Budista de Tailandia, fundada por Ajahn Chah. Estos monjes, promediaban las 15.750 horas de experiencia práctica en meditación. En cambio,  los novatos aunque  expresaron su interés en la meditación, no tenían ninguna experiencia previa en la práctica de meditación. No obstante, para el estudio se les dio 10 días de práctica antes del estudio.

Usando una resonancia magnética funcional (fMRI),  los investigadores registraron los patrones del cerebro durante un bloque de horas que implicaban períodos alternantes de atención focalizada (FA) y  control abierto (OM). Los autores indicaron que para aquellos familiarizados con las prácticas budistas, FA corresponde a la meditación Samatha (Pali: calma mental) y OM era una forma de Vipassana (Pali: la visión clara o comprensión). Los participantes alternan entre los 6 minutos de Samatha y Vipassana, con 3 minutos de  no meditación, y descanso.

El artículo, en general, utiliza un lenguaje demasiado  técnico. Con resultados muy específicos en relación a qué partes de la neuroanatomía se utilizan  dependiendo de las formas de atención que el meditador realice. Pero, en general, los resultados sugieren que la práctica de la meditación es la encargada de reorganizar la actividad cerebral. En otras palabras, los meditadores experimentados mostraban un patrón de actividad cerebral que los novatos no podían mostrar al realizar las mismas tareas cognitivas (en éste caso, la atención).

El proceso de re-organización cerebral, se conoce como Neuroplasticidad Cerebral. Antiguamente, se creía que el cerebro era como una piedra sólida, que no podía modificarse. Es decir, que uno nace con un cerebro  que biológicamente, está incapacitad para modificarse. En cambio, nuevas modalidades de investigación y grandes descubrimientos neurocientíficos, han demostrado ésta sorprendente capacidad “plástica” del cerebro. 

El cerebro es dúctil y se re-organiza a sí mismo. Es decir, el cerebro puede modificarse.  Siguiendo ésta línea de investigación en neuroplasticidad cerebral, se han realizado muchos estudios cotejando la neuroplasticidad cerebral con la práctica de Mindfulness. Los resultados, siempre sugieren que la meditación en general, traza nuevos surcos cerebrales, y aumenta la conectividad entre las neuronas.

El artículo original del cual se baso el autor para hacer el anterior escrito es:

- Manna, A., Raffone, A., Perrucci, M.G., Nardo, D., Ferretti, A., et al. (2010). Neural Correlates of Focused Attention and Cognitive Monitoring in Meditation. Brain Research Bulletin, 82, 46-56.

Entre la razón y el corazón: La importancia de la emoción en la toma de decisiones

La razón y la emoción, por separado, se convierten en procesos que pueden perjudicar nuestro futuro por medio de decisiones desacertadas. Somos capaces de valorar una decisión, a pesar de su racionalidad, como inadecuada (“matar a uno para salvar a muchos”). También somos capaces de advertir decisiones inadecuadas por lo exagerado de las razones que las motivan (“no viajar por el miedo a volar”). En definitiva, nos valemos de un equilibrio entre lo racional y lo emocional para decidir de manera correcta, proceso éste que se ha ido conformando gracias a nuestra experiencia vital.

¿Qué es una decisión acertada? En principio la respuesta parece fácil: es aquélla que mayor beneficio nos aporta. Pero esta cuestión no siempre está clara. Cuando nos enamoramos las emociones toman el mando y dirigen nuestras decisiones, y una vez hemos salido de este estado de ensimismamiento nos preguntamos cómo es posible que actuáramos así, sin tener en cuenta más opciones que las que dicta el corazón, incluso desatendiendo los consejos de personas que apreciamos y tenemos en alta estima. Frases populares como “el amor es ciego” nos advierten del poder que las emociones tienen sobre estas cuestiones, pero no ha sido hasta fechas recientes que la emoción se ha considerado un elemento determinante en los procesos racionales.

En el libro “El error de Descartes” (Damasio, 1994), se retoma el caso de Phineas P. Gage, un obrero de ferrocarriles, quien en 1848 estaba trabajando en la construcción de una línea en Vermont, Nueva Inglaterra. Tras una explosión, una barra de hierro le atravesó la mejilla izquierda lesionando la zona frontal de la cabeza (véase la Figura 1). Esta terrible herida afectaba, entre otras, a la corteza orbitofrontal. Phineas sobrevivió milagrosamente sin deterioros físicos evidentes, pero su personalidad cambió de manera drástica. Su comportamiento social se desinhibió, y pasó a ser un individuo de dudosa moral.

Figura 1.- Localización de las lesiones producidas a Phineas P. Gage: la barra de hierro entró a su cráneo por la mejilla izquierda, justo bajo el pómulo, y salió por la parte superior despúes de atravesar el cortex frontal, siguiendo el trayecto indicado por la flecha (adaptación realizada sobre fotografía de protocolsnow, (cc) Algunos derechos reservados).

Precisamente las decisiones basadas en juicios morales evidencian de manera muy clara el papel de la emoción dentro del contexto social. En algunos lesionados en la corteza orbitofrontal las emociones parecen haber dejado de interactuar correctamente con la razón. Esta región modula el funcionamiento de la amígdala, que es el origen más primitivo de nuestros impulsos y emociones más ingobernables. Estos pacientes pueden explicar las normas sociales, pero no dudan en quebrantarlas si creen poder obtener beneficios. En un reciente trabajo se planteó una serie de preguntas a sujetos con lesiones en la corteza prefrontal ventromedial. Estas preguntas estaban referidas a dilemas morales como “dejar morir” a un individuo con la finalidad de salvar a un grupo mayor de personas (Koenigs y cols., 2007). Los resultados evidenciaron respuestas muy racionales en las que se prefería salvar a la mayoría mediante el sacrificio de uno.

¿Qué pensaríamos de alguien que es capaz de tomar una decisión de este tipo sin apenas dudar? Seguramente que es poco de fiar, y esto resulta paradójico, ya que la racionalidad en una persona es, en principio, un rasgo que todos esperamos de alguien confiable. Pero lo cierto es que nuestra capacidad de percibir la emoción en los demás como un motivador de la conducta humana nos hace ser más confiados ante las personas que son empáticas, ante aquéllos que son capaces de sonreírnos o emocionarse frente a nuestro dolor.

Volviendo al principio, ¿quiere decir todo esto que enamorarse es como si te atravesara una barra de hierro por el cráneo? Muchas veces resulta igual de doloroso, pero no es exactamente eso. Cuando nos enamoramos las emociones adquieren un peso mayor, lo que sin duda, condiciona nuestras decisiones. Diversos autores (p.ej., Adolphs, 2004) proponen que las emociones se pueden controlar, pero esta autorregulación depende de la maduración de la corteza prefrontal, lugar donde se ubica la mencionada corteza orbitofrontal. Esta región madura de manera tardía (Gogtay y cols., 2004), y en la adolescencia todavía no se habría conformado totalmente, lo que estaría explicando el comportamiento propio de esta etapa de la vida (Oliva, 2007), donde la toma de decisiones es un proceso muy complicado y de especial preocupación para los padres. El proceso de maduración de esta región se basa principalmente en la interacción que el sujeto tiene con su entorno, que se almacena como experiencias que nos permiten afrontar las dificultades futuras.

Pero ¿qué papel juega la emoción en este proceso de aprendizaje, y en concreto a la hora de tomar una decisión? No siempre las opciones están claras, y en este caso, el concepto de Marcador Somático (Damasio, 1994) nos permite, por fin, dar entidad a la emoción como guía de nuestra decisiones. Los marcadores somáticos son sentimientos que pueden presentarse a modo de intuiciones cuando nos sentimos indecisos (p.ej., no sabes por qué, pero tienes una “sensación” extraña justo antes de pasar por una calle y decides tomar la siguiente), y que nos ayudan a decidir qué opción será la más beneficiosa para nuestros intereses. Esta intuición se ha generado a partir de situaciones similares acontecidas en el pasado y de su conexión, no siempre de manera consciente, con las consecuencias que nos depararon, y que ahora afloran para “advertirnos“ del camino a seguir (quizá hace unos años sufriste un atraco en una calle parecida a esa, pero apenas lo recordabas ya, salvo por la sensación o intuición que te sobrevino justo al verla).

Es tranquilizador pensar que disponemos de un mecanismo que en último término nos “advertirá” de lo que es más adecuado para nosotros. Pero no siempre es fiable esta advertencia, e incluso hay trastornos psiquiátricos en los que se ha desvirtuado tal función hasta el punto de advertirnos de peligros inexistentes, como en fobias y ansiedad. Por suerte, junto a esta intuición siempre hay un proceso racional que nos permite sopesar los pros y los contras, y en esta dualidad es en la que nos movemos a diario, entre lo que dice el corazón y lo que dice la mente. Quizá sea esto lo que hace la vida interesante y lo que convierte al ser humano en dueño de su propio destino, capaz de equivocarse y, aun con todo, seguir adelante y mantener la esperanza.

Texto propiedad de:
Fernando Gordillo (a), José M. Arana (a), Lilia Mestas (b) y Judith Salvador (b)
(a) Dept. de Psicología Básica, Psicobiología y Metodología, Universidad de Salamanca, España
(b) Facultad de Estudios Superiores Zaragoza, Universidad Nacional Autónoma de México, México

Un estudio descubre que los teléfonos móviles activan ciertas partes del cerebro

Según un nuevo artículo publicado por científicos italianos, los teléfonos móviles parecen tener un efecto mensurable sobre determinadas partes del cerebro. Este impacto podría resultar beneficioso si una persona sufre de migraña u otros trastornos neurológicos. En cambio, podría resultar dañino si el individuo padece epilepsia o una enfermedad cerebral. 

Según el estudio, publicado en la revista Annals of Neurology, el campo electromagnético creado por los móviles puede causar que ciertas células de la corteza cerebral se sometan a excitación, mientras que otras pueden quedar inhibidas.

Más información: Annals of Neurology 2006;DOI10.1002/ana.20906

When four is not four, but rather two plus two

MIT neuroscientists redefine the limits of visual working memory.

When it comes to working memory, the brain’s mental sketchpad, studies have largely converged on four as the magic number: It’s how many objects average adults can successfully hold in mind at once. Variations in this capacity are correlated with IQ — the more things you can think about simultaneously, the better able you are to make connections between them, and the “smarter” you’re considered.




But just why working memory can only juggle four items at a time has been poorly understood. Is working memory a discrete resource, meaning that once the four slots are filled, there’s simply no room for more objects? Or is it a flexible pool, divided more or less evenly among objects, and five or more cause it to be stretched too thin? Finally, where does the failure occur: in the initial perception of the objects, or later, in the remembering?

Now, MIT researchers have some answers. By studying visual working memory in monkeys — whose capacities are surprisingly similar to humans’ — they discovered that the limit of four can actually be broken down into two limits of two: one each for the left and right hemispheres of the brain. Because each hemisphere processes input from the right or left half of vision, memory for increasing numbers of objects depends on where in the visual field they appear.

“Surprisingly, we found that monkeys, and by extension humans, do not have a general capacity [for working memory] in the brain,” says Earl Miller, the Picower Professor of Neuroscience in MIT’s Picower Institute for Learning and Memory. “Rather, they have two independent, smaller capacities in the right and left halves of the visual space.”

So, not all groups of four objects are created equal: The brain can indeed remember up to four things, but it does best when those things are spaced out into two on the right side and two on the left. Any more than two on one side, and working memory starts to break down.

The results were published online this week in the Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Sorry, can’t help you

In the researchers’ experiment, rhesus monkeys looked at an array of two to five colored squares on a black background. The screen went briefly blank, and then the squares reappeared — but this time, one square had changed color. The animals were trained to look at the changed square, or the “target,” to indicate that they knew which one it was. Previous research had predicted that the monkeys would do well on trials with up to four squares, but their performance would drop off when they had to remember five or more.

However, rather than the total number of objects across the array, the monkeys’ performance depended on the number of objects on each side of the visual space. For instance, even in certain trials with five objects — two on one side, three on the other — monkeys did fine, as long as the target object was one of the two. But in trials where the target was one of three objects all on the same side, even if there were no objects on the other side, monkeys were far less successful.

This suggests that visual working memory is split between the left and right side of the brain, and the two hemispheres are unable to transfer memory load between them. That is, if there are three objects on one side and only one on the other, the side with the lighter load can’t step in and relieve some of the other side’s burden. “Our study shows that both the slot and pool models are true,” Miller says. “The two hemispheres of the visual brain work like slots, but within each slot, it’s a pool.”

“The fact that we have different capacities in each hemisphere implies that we should present information in a way that does not overtax one hemisphere while undertaxing the other,” says Tim Buschman, a postdoc working with Miller and a co-author of the PNAS paper. “For example, heads-up displays [transparent projections of information that a driver or pilot would normally need to look down at the dashboard to see] show a lot of data. Our results suggest that you want to put that information evenly on both sides of the visual field to maximize the amount of information that gets into the brain.”

Breakdown from the bottom up

Furthermore, the researchers took recordings of neurons in the monkeys’ brains as they performed the visual task. They hoped this would shed light on where in the memory pathway the breakdown takes place: Does it happen as the monkeys are looking at the scene, failing to fully perceive it the first time around? Or do the monkeys see all the objects, but fail to encode what they’re seeing to be able to remember it later?

The researchers tracked visual information as it flowed from the parietal cortex, where sensory input is initially processed, to the frontal cortex, where higher-order structures encode it for memory. “We found that the bottleneck is not in the remembering, it is in the perceiving,” Miller says. Essentially, working memory for more than two objects in the same visual field was doomed from step one.

Recordings also showed that the total amount of information being processed increased from one to two objects, but that cortical areas became saturated after two, consistent with the idea that introducing more objects reduces the amount of information that can be stored about each one.

According to Edward Awh, a professor of psychology at the University of Oregon, one of the things that’s “very exciting” about this paper is the success of using neuronal recordings to examine working memory in non-human primates. “We haven’t gotten this kind of detailed cellular level information about the nature of capacity limits in working memory [before],” he says. He calls the strong lateralization between hemispheres in the monkey brain “curious and interesting,” but cautions against generalizing too quickly, since similar studies with humans have not found “such dramatic compartmentalization.”

Of course, if a similar phenomenon does exist in humans, it would have strong implications for how data should be presented to ensure maximum retention. Biomedical monitors that currently have one column of information should balance it in right and left columns, and security personnel could take in more information if displays scrolled vertically rather than horizontally, since horizontal scrolling doesn't fully take advantage of the independent capacities of the right and left.

In addition to Miller and Buschman, the PNAS paper was co-authored by Markus Siegel, another postdoc in Miller’s lab, and Jefferson Roy, a research scientist at the Picower Institute. In future studies, the researchers hope to discover why the perceptual bottleneck occurs in the first place, which would give “real insights into consciousness,” Miller says.

Via: MIT news