A fost identificat elementul cheie ce a stat la baza dezvoltării inteligenţei umane

Ce i-a făcut pe strămoşii noştri să se separe de maimuţe antropoide şi să evolueze atât de spectaculos? Timp de decenii, oamenii de ştiinţă au căutat răspunsul la această întrebare, iar acum aceştia au descoperit răspunsul.

Secretul evoluţiei inteligenţei umane îl constituie copia genei SRGAP2. Cercetătorii de la Universitatea Washington au descoperit că acum 2,5 milioane de ani, o copie a acestei gene a apărut în strămoşii noştri. 

Dublarea genei a permis celulelor din creierul uman să dezvolte mai multe conexiuni şi să se deplaseze cu o viteză mai mare, ceea ce a dus la dezvoltarea creierului. Acest proces explică modul în care specia noastră a dezvoltat capacitatea de a comunica verbal, de a avea un comportament complex şi de a folosi instrumente, aceste inovaţii având loc în aceeaşi perioadă în care a avut loc duplicarea genei SRGAP2.

Atât gena originală cât şi copia sa produc proteine care ajută creierul să se dezvolte. Două cercetări recente arată însă că cea de-a doua versiune a genei prezintă în plus un efect secundar benefic: permite neuronilor să dezvolte dendrite mai lungi (ramificaţiile care recepţionează impulsurile nervoase). 

Acest lucru a dus la creşterea în mărime a creierului şi la apariţia neocortexului (zona din creier care gestionează aspectele complexe, precum gândirea conştientă şi limbajul). Aceste evenimente au avut loc în aceeaşi perioadă în care Australopithecus, hominidul primitiv, a început să se transforme înHomo sapiens. Oamenii de ştiinţă ştiau deja că Homo sapiens a avut nevoie de o capacitate cognitivă sporită pentru a putea gestiona structurile sociale complexe care îl deosebeau de australopitec; se pare că această gena a jucat un rol important în dezvoltarea acestei capacităţi.

Duplicarea genelor este un proces relativ rar în cadrul oamenilor. De când strămoşii noştri s-au separat de maimuţele antropoide, doar 30 de gene au trecut prin acest proces. 

Pe lângă identificarea unui moment cheie din evoluţia creierului omului modern, descoperirea genei-duplicat SRGAP2 oferă şi noi perspective asupra afecţiunilor neurologice, printre care autismul, epilepsia şi schizofrenia, în cadrul cărora conexiunile celulelor nervoase sunt afectate. 

Un ochi bionic va transmite imaginile direct în creier

Oamenii de ştiinţă australieni lucrează la construirea unui dispozitiv sofisticat, asistat de computer, comparabil cu un ochi artificial care va permite persoanelor nevăzătoare să perceapă vizual mediul din jur.

Proiectul este dezvoltat de cercetătorii de la Universitatea Monash, Australia, iar testele pe oameni vor începe în 2014.

Dispozitivul constă într-o minusculă cameră video - care joacă rolul unei retine - montată în interiorul unor ochelari.

Imaginile captate sunt transformate în semnale şi transmise unui cip electronic implantat în creier, în zona cortexului vizual, regiunea cerebrală în care se formează imaginile.

Fiecare pacient va avea implantate până la 14 plăcuţe minuscule, fiecare având dimensiunile de 8x8 mm şi cuprinzând cca. 500.000 de tranzistori şi 45.000 electrozi subţiri cât un fir de păr.

Aceste plăcuţe vor recepţiona imagini alb-negru, de mică rezoluţie, de la o unitate de procesare legată la camera video, şi le vor transmite cortexului vizual.

Acest dispozitiv ar putea avea un impact foarte mare asupra persoanelor nevăzătoare. În prima fază, cercetătorii cred că el ar putea fi utilizat alături de mijloacele tradiţionale de ajutorare a acestor persoane (precum bastonul special sau câinii-călăuze), dar speră ca, prin îmbunătăţirea, în timp, a tehnologiei, aceasta să devină suficient de performantă pentru a oferi nevăzătorilor o percepţie vizuală satisfăcătoare asupra lumii din jur.

În lume există, la ora actuală, cca. 160 de milioane de persoane nevăzătoare.

Sursa: Mail Online

Au fost identificate alimentele care întârzie îmbătrânirea creierului

Consumul de afine şi căpşune ar putea ajuta la prevenirea declinului mental apărut odată cu înaintarea în vârstă.Consumul de căpşune şi fructe de pădure poate încetini procesul de îmbătrânire a creierului cu până la 2 ani şi jumătate, demonstrează un studiu realizat pe femei. 
Experţii cred că beneficiile provin din conţinutul ridicat de flavonoide (compuşi antioxidanţi care ne protejează împotriva unei game largi de boli), pe care îl deţin aceste fructe.

Studiul a fost realizat pe un eşantion de 121.700 de femei, cu vârste cuprinse între 30 şi 55 de ani şi care, începând cu 1976, au completat periodic chestionare legate de starea de sănătate şi stilul de viaţă. Între 1995 şi 2001, din 2 în 2 ani, participantelor care aveau peste 70 de ani li s-au evaluat funcţiile cognitive. În urma cercetărilor s-a constat că un consum moderat de afine şi căpşune încetineşte declinul cognitiv la femeile vârstnice. Mai mult, în cazul femeilor care au consumat cantităţi considerabile de asemenea fructe întârzierea declinului cognitiv a atins 2 ani şi jumătate.

Cercetătorii sunt de părere că stresul şi inflamaţiile contribuie la deteriorarea cognitivă, iar nivelul crescut de flavonoide are rolul de atenua aceste efecte. De asemenea, antioxidanţii au rolul de a neutraliza radicalii liberi, acei atomi care pot deteriora membranele celulelor şi ADN-ul.

"Cercertări suplimentare vor fi necesare pentru a putea concluziona dacă antioxidanţii din fructele de pădure sunt benefici creierului. Cu toate acestea, studii anterioare demonstrează că aportul de fructe ajută la reducerea riscului de apariţie a demenţei. Prin urmare, ar trebui să ne gândim la adoptarea unei diete sănătoase şi echilibrate", a declarat dr. Eric Karran, de la Centrul de Cercetare pentru Alzheimer din Marea Britanie.

Sursa: Daily Mail

Extraordinar: un robot-avatar poate fi controlat cu gândul de la o distanţă de 100 km! (VIDEO)

O echipă de oameni de ştiinţă din Elveţia a demonstrat modul în care o persoană paralizată poate controla un robot doar cu puterea gândului. Reuşita este considerată de cercetători un prim pas spre un viitor în care persoanele imobilizate în căruciorul cu rotile vor putea interacţiona cu mediul înconjurător cu ajutorul aşa-numitelor „avataruri”.

Experimente similare au avut loc în SUA şi în Germania, dar la acestea fie au participat persoane care nu erau paralizate, fie necesitau implanturi cerebrale, ce implică o procedură medicală invazivă.

Cercetătorii de la Institutul Federal de Tehnologie din Lausanne au folosit o cască cu ajutorul căreia au înregistrat semnalele cerebrale ale lui Mark-Andre Duc, un pacient aflat la un spital din Sion, un oraş aflat la 100 de kilometri depărtare.

Gândurile lui Duc – mai exact, semnalele electrice emise de creierul său atunci când îşi imagina că ridică degetele paralizate – au fost decodate instantaneu de un laptop aflat în cameră. Instrucţiunile rezultate erau comunicate către un robot aflat la 100 de kilometri distanţă, în laboratorul din Lausanne. Robotul-avatar se deplasa în funcţie de comenzile transmise de Duc cu ajutorul gândurilor.

Duc este parţial tetraplegic, pierzând controlul asupra picioarelor şi degetelor sale în urma unei căzături. Pacientul a declarat că, într-o zi bună, controlarea robotului cu ajutorul gândului este relativ uşor. „Este ceva mai dificil atunci când am dureri”, a explicat el.

Principala problemă în a controla roboţii-avatar o reprezintă „paraziţii” din fundal, ce apar atunci când pacientul simte durere sau atunci când nu este atent la sarcină. Creierul uman este capabil să efectueze mai multe sarcini simultan, însă o persoană paralizată trebuie să se concentreze tot timpul la controlarea avatarului. „Mai devreme sau mai târziu, pacientul îşi pierde atenţia, iar acest lucru va duce la degradarea semnalului”, a explicat Jose Millan, coordonatorul echipei de cercetători.

Pentru a evita această problemă, oamenii de ştiinţă au decis să programeze computerul pentru a decoda semnalele cerebrale într-un mod asemănător subconştientului din creierul uman. Astfel, atunci când computerul recepţionează comanda „mergi înainte”, acesta o va executa până în momentul în care va primi comanda „stop” sau până când robotul va întâlni un obstacol.

Robotul reprezintă un progres faţă de un proiect mai vechi, ce permitea pacienţilor să controleze cu gândul un cărucior electric.

Folosind un robot dotat cu o cameră şi cu un ecran, pacienţii paralizaţi îşi pot extinde prezenţa virtuală în locuri în care nu pot ajunge cu căruciorul, precum o galerie de artă sau o nuntă ce are loc în străinătate.

Millan a spus că dispozitivul a fost testat în casele pacienţilor, dar nu este încă la fel de uşor de folosit ca anumite gadgeturi disponibile în comerţ, precum casca MindFlex, ce permite controlarea unei jucării cu ajutorul semnalelor electrice din creier.

„În câţiva ani, vom reuşi şi acest lucru”, promite Millan.

Sursa: Associated Press

Au fost descoperite genele care influenţează dimensiunea creierului şi inteligenţa

Cercetătorii au identificat două gene care afectează dimensiunea creierului şi care prezintă o legătură atât cu IQ-ul, cât şi cu riscul de a dezvolta afecţiuni cerebrale precum boala Alzheimer.

Oamenii de ştiinţă cunosc de ceva timp faptul că dimensiunile şi volumul unor părţi ale creierului sunt corelate cu anumite afecţiuni, printre care autismul şi boala Alzheimer. Creierele copiilor autişti, de exemplu, tind să fie mai mari decât cele ale copiilor ce nu suferă de această afecţiune, iar în cazul pacienţilor suferinzi de Alzheimer, regiunea creierului responsabilă pentru memorie, hipocampusul, tinde să fie mai mică.

Dimensiunea creierului tinde să fie o trăsătură pe care copiii o moştenesc de la părinţi, ceea ce sugerează că genele joacă un rol important. Acest lucru sugerează la rândul său faptul că genele influenţează vulnerabilitatea la anumite afecţiuni cerebrale ce depind de dimensiunea creierului, fiind vorba mai ales de genele care afectează memoria şi capacitatea lingvistică.

Pentru a identifica genele responsabile pentru dimensiunea creierului, peste 200 de cercetători de la 100 de instituţii din întreaga lume au folosit două tehnici sofisticate: au studiat cu ajutorul aparatelor de imagistică cerebrală prin rezonanţă magnetică creierele a 21.151 de persoane, atât sănătoase cât şi suferind de depresie, anxietate, Alzheimer şi schizofrenie, analizând apoi în detaliu şi ADN-ul acestora.

Studiul a relevat existenţa a două variante genetice importante. Una dintre ele influenţează dimensiunea generală a creierului, iar cealaltă este asociată cu volumul hipocampusului (supranumit "centrul memoriei"), ce tinde să fie mai mic la persoanele afectate de demenţă.

"Niciuna dintre aceste variante genetice nu va garanta că persoana care le are va suferi de aceste afecţiuni, însă probabilitatea ca acest lucru să se întâmple creşte semnificativ", a declarat Paul Thompson, profesor de neurologie şi psihiatrie la Facultatea de Medicină a UCLA şi totodată coordonatorul studiului.

Persoanele care aveau varianta genetică asociată unui hipocampus mai mic prezentau o micşorare a creierului similară celei ce are loc de-a lungul a 5 ani de îmbătrânire. Acest lucru, explică Thompson, înseamnă că reducerea funcţiei cerebrale ce are loc în timpul îmbătrânirii va fi accelerată în cazul acestor persoane.

"Persoanele care au această genă sunt de fapt cu 5 ani mai bătrâne decât ar trebui să fie. Aceasta este o descoperire genetică importantă", a declarat Thompson.

Cealaltă variantă genetică descoperită de echipa de oameni de ştiinţă era corelată cu volumul creierului, fiind de asemenea asociată unei schimbări în IQ de 1,3 puncte. Efectul genei asupra IQ-ului era mic, dar semnificativ, fiind observabil în teste.

Oamenii de ştiinţă cred că descoperirea acestor două variante genetice poate duce la îmbunătăţirea diagnosticării şi a tratamentului afecţiunilor cerebrale. În cazul afecţiunii Alzheimer, experţii cred că oamenii pot folosi tehnici de stimulare a creierului, printre care activitatea fizică, educaţia continuă şi interacţiunea socială, pentru a consolida structurile neuronale, construind astfel un "stoc" cognitiv, echivalentul unui fond de economii pentru creier. Pe măsură ce reţelele neuronale se deteriorează cu înaintarea în vârstă, creierul poate apela la "stocul" construit în timp, pentru a compensa pierderea ţesutului.

În cazul persoanelor ce prezintă variantele genetice identificate acum de oamenii de ştiinţă, acest "stoc" este mai mic, astfel că sunt mai vulnerabile la factori externi, precum obezitatea sau consumul excesiv de alcool, ce reduc la rândul lor volumul creierului.

Cercetătorii afirmă că studiul sugerează că imagistica cerebrală reprezintă o metodă eficientă de a identifica activitatea genelor, fiind posibilă observarea contribuţiei acestora la afecţiuni înainte ca acestea să ducă la apariţia simptomelor. "Rezultatele studiului nostru reprezintă un punct important în dezvoltarea medicinei creierului, oferind o mai bună înţelegere a metodelor prin care putem preveni declinul cerebral", a concluzionat Thompson.

Surse: TIME, UCLA

Inteligenţa oamenilor este ascunsă în spatele frunţii şi al urechii stângi (VIDEO)

Se pare că o echipă de cercetători americani a reuşit să descopere zonele exacte din creierul uman unde „se ascunde” inteligenţa. Oamenii de ştiinţă declară că momentul este unul de maximă importanţă pentru înţelegerea tainelor funcţionării creierului uman.

În această direcţie, cercetătorii au studiat un grup unic de voluntari. Este vorba de un grup format din 182 veterani ai Războiului din Vietnam, care sufereau de traumatisme ale creierului datorate rănilor penetrante la cap căpătate în timpul luptelor.

Conform cercetătorilor, faptul că toţi subiecţii fuseseră răniţi în mod similar la cap i-a transformat în candidaţii ideali pentru studiu.
Analizarea traumatismelor pe creier le-a permis cercetătorilor să identifice cu exactitate regiunile cerebrale folosite de veterani în procesul de gândire.

"Prin studierea modalităţilor prin care leziunile influenţează gândirea, am putut trasa arhitectura minţii umane, identificând astfel structurile din creier care sunt de importanţă maximă pentru abilităţile intelectuale.", declară profesorul Aron Barbery din cadrul Universităţii din Illinois.

Cercetătorii au scanat creierele voluntarilor, după care le-au dat acestora o serie de teste. Ulterior, au combinat scanările pentru a produce o hartă colectivă, pe care au divizat-o apoi în circa 3.000 de imagini tridimensionale, denumite voxeli în limbaj de specialitate.

Prin analizarea mai multor pacienţi cu urme de răni într-unul sau mai mulţi voxeli şi compararea datelor rezultate cu cele obţinute de la pacienţi sănătoşi, cercetătorii au identificat regiunile creierului responsabile de funcţiile cognitive specifice, precum şi structurile care contribuie semnificativ la dezvoltarea inteligenţei umane.

Echipa a descoperit că zonele-cheie pentru inteligenţa umană sunt localizate în cortexul prefrontal (în spatele osului frunţii) şi în cortexul temporal stâng (în spatele urechii stângi), precum şi în zona care le conectează între ele.
Cercetătorii au mai descoperit că regiunile din creier responsabile de planificare şi de auto-control se suprapun în mod semnificativ cu regiunile responsabile de inteligenţa generală a omului.
Sursa: Daily Mail

Oamenii de ştiinţă au reuşit să manipuleze memoria, creând "amintiri artificiale"

Deocamdată, experimentul a fost făcut pe şoareci de laborator, cărora le-au putut fi implantate amintiri false, cercetătorii reuşind să controleze celulele nervoase în care sunt stocate aceste amintiri.

Experimentele au fost realizate de specialişti de la Scripps Research Institute, Universitatea California - San Diego şi Massachusetts Institute of Technology (MIT), SUA.

Amintirile sunt depozitate într-un număr surprinzător de mic de celule din creier, pe care neurologii le-au putut controla pentru a crea aşa-numite amintiri artificiale - amintiri care nu corespund realităţii unor lucruri întâmplate.

Una dintre tehnici a presupus folosirea unei substanţe medicamentoase pentru a-i schimba amintirile unui şoarece, făcându-l să creadă că se găseşte într-o cameră în care este în siguranţă, deşi se afla într-una în care îi fuseseră adminstrate şocuri electrice.

O altă tehnică, utilizată la MIT, a implicat activarea anumitor grupuri mici de celule din creier cu ajutorul unor pulsuri de lumină îndreptate asupra respectivelor celule. O proteină fotosensibilă din aceste celule era activată de lumină, concomitent cu administrarea unor şocuri electrice animalului. Ulterior, specialiştii au constatat că obţineau o reacţie de apărare din partea şoarecelui la simpla activare cu lumină a celulelor respective, în lipsa electroşocurilor.

Implicaţiile acestor cercetări în ceea ce priveşte oamenii ar putea fi diverse. Pe de o parte, oamenii ar putea fi făcuţi să-şi amintească lucruri care, de fapt, nu s-au petrecut niciodată. Pe de altă parte, cercetătorii cred că asemenea tehnici ar putea fi folosite pentru a-i învăţa pe oameni lucruri noi, ajutându-i să dobândească noi abilităţi şi cunoştinţe.

Sursa: Mail Online

Un nou dispozitiv promite mărirea capacităţilor creierului, cu ajutorul curentului electric (VIDEO)

Benjamin Syzek, student în cadrul Universitatăţii din Michigan, şi-a propus să creeze un kit capabil să producă un curent transcranian care să stimuleze creşterea performanţelor cognitive cu până la 250%.

Kitul, numit tDCS, este considerat drept o tehnologie sigură pentru stimularea creierului. Sistemul implică un curent constant care ajunge în creier prin intermediul unor electrozi mici. În ciuda faptului că energia va trece prin frunte, fluxul curentului nu va depăşi 5mA şi nu va avea efecte negative asupra corpului uman, afirmă inventatorul.

Creatorul susţine că invenţia sa, care vizează îmbunătăţirea performanţelor cognitive, nu ne pune viaţa în pericol. O dovadă a acestui fapt este aceea că sisteme similare sunt folosite chiar de specialiştii de la DARPA, de cei de la forţele aeriene ale SUA şi cei de la Universitatea din New Mexico pentru a-i antrena pe lunetişti sau piloţii de drone.

Cu toate că Syzek susţine că invenţia sa reprezintă o metodă sigură de sporire a capacităţii de învăţare, dispozitivul nu a fost încă testat sau aprobat de organismele de reglementare.

În cercetări anterioare efectuate de oamenii de ştiinţă de la University of New South Wales, Australia, s-a descoperit că stimularea transcraniană prin curent electric poate ajuta la combaterea depresiei. Mai mult, alte studii efectuate de-a lungul timpului au arătat că această metodă creşte capacitatea de memorare şi îmbunătăţeşte funcţiile creierului la pacienţii cu schizofrenie.

Sursa: BGR