La dopamina y el aprendizaje. Hablamos con Samuel Liébana García. - Hablando con Científicos

Aunque tenemos al Sol muy cerca, ¡todavía nos queda mucho por descubrir sobre él! Para investigar sus misterios, la Agencia Espacial Europea lanzó en 2020 la misión Solar Orbiter, una nave cuya órbita la acerca más que Mercurio y permite observar los polos de nuestra estrella desde ángulos nunca vistos. Uno de los instrumentos más importantes de la misión es SO/PHI, cuyo coinvestigador principal David Orozco, del Instituto de Astrofísica de Andalucía, es nuestro invitado en Hablando con Científicos. Este instrumento analiza la luz del Sol para estudiar su campo magnético y el movimiento del plasma en su interior. Sus observaciones ayudan a entender mejor fenómenos como las manchas solares, las tormentas magnéticas o el viento solar, fenómenos que pueden afectar a satélites o redes eléctricas aquí en la Tierra. Solar Orbiter ha obtenido imágenes impactantes de los polos de nuestra estrella y continua su viaje, cada vez más cerca del Sol y mejorando su visión de las regiones polares.

Aunque solemos imaginar las células del cuerpo como estáticas, muchas, como los glóbulos rojos o eritrocitos y las células inmunitarias, están en constante movimiento. Los glóbulos rojos circulan sin descanso para llevar oxígeno, mientras que los neutrófilos “huelen” señales químicas llamadas quimiocinas para localizar infecciones. Una de estas quimiocinas, CXCL12, conocida por guiar células inmunes, también desempeña un papel clave y sorprendente en la maduración de los eritrocitos. Investigadores han descubierto que esta molécula es esencial para que estas células pierdan su núcleo en su fase final. Este hallazgo revela nuevas funciones de CXCL12 y abre caminos para abordar enfermedades sanguíneas.

Cada vez que aprendemos algo nuevo nuestro cerebro pone en marcha un complejo sistema de señales y conexiones. Pero, ¿por qué no todos aprendemos igual? ¿Qué determina que cada persona —o cada ratón— siga un camino distinto hacia el conocimiento? En esta entrevista de Hablando con Científicos, conversamos con Samuel Liébana García, investigador en la Universidad de Oxford, que ha estudiado cómo se forman las trayectorias individuales de aprendizaje y qué papel juega la dopamina en este proceso. A través de experimentos con ratones, combinados con herramientas de inteligencia artificial, Samuel y su equipo han descubierto que la dopamina actúa como una especie de “señal de enseñanza”, moldeando el aprendizaje de forma personalizada. Un trabajo pionero publicado en Cell que nos ofrece una nueva mirada al funcionamiento del cerebro.

Imagina que entras en una cueva muy antigua, tan antigua que ha acumulado sedimentos durante 46.000 años, y que puedes recuperar parte de su larga historia no a través de huesos o herramientas fósiles, sino gracias al ADN atrapado en el polvo bajo tus pies. Eso es, en parte, lo que hace Pere Gelabert, investigador del Departamento de Evolución y Antropología de la Universidad de Viena, quien ha liderado un estudio fascinante sobre el ADN antiguo conservado en los sedimentos de la cueva de El Mirón, en Cantabria. En este episodio de Hablando con Científicos, hablamos con él sobre los resultados de este trabajo que, mediante el análisis de ADN antiguo extraído directamente de los sedimentos — lo que se conoce como sedaDNA (sedimentary ancient DNA) —, ha permitido averiguar que por allí pasaron, hace decenas de miles de años, neandertales, humanos modernos y una larga lista de animales, entre los que figuran lobos, leopardos, hienas y cuones.

Imagínate en un mundo futuro en el que, tras un largo día, le cuentas a tu robot doméstico cómo te ha ido y, mirándote fijamente, este te responde con un bostezo. ¿Es esto posible? ¿Cómo te sentirías? El inminente advenimiento de la interacción cotidiana entre androides o robots y los seres humanos ha abierto el interesante tema de investigación de cómo los humanos interpretaremos los diferentes matices de comportamiento de los robots, y de si estos debieran estar programados, o haber aprendido mediante inteligencia artificial, a mostrar determinadas pautas de comportamiento para tranquilizar a los desconfiados humanos. Científicos del Reino Unido, en colaboración con investigadores de la fundación Mona, que gestiona un centro de recuperación de primates en Gerona, y de la universidad de esta ciudad, en España, decidieron estudiar las respuestas dadas por catorce chimpancés adultos a las expresiones simuladas por la cabeza de un androide.

Todos nosotros tenemos en nuestros cuerpos un reloj interno que nos dice cuándo dormir, comer o estar alerta… Ese reloj biológico está en casi todos los seres vivos: humanos, animales, plantas e incluso hongos. Es como un temporizador natural que sigue el ciclo del día y la noche. Un equipo internacional de investigadores, entre los que figura Marian Nohales, nuestra invitada hoy en Hablando con Científicos, ha estudiado el reloj biológico de las plantas y ha descubierto que no solo tienen un reloj, ¡cada célula que las componen tiene el suyo! Esta diversidad de relojes celulares puede ser una ventaja porque cada parte de la planta tiene que realizar tareas distintas a lo largo del día: unas deben protegerse del sol, otras absorber agua o nutrientes, o prepararse para crecer. Tener relojes adaptados a cada función permite que el conjunto funcione mejor. Marian Nohales explica cómo han realizado la investigación y las implicaciones que tiene este descubrimiento.

Cuando pensamos en drones operados a distancia, en ordenadores capaces de realizar cálculos increíbles, en máquinas que imitan el pensamiento humano y toman decisiones por sí solas, o en catamaranes que navegan con seguridad por mares y océanos, tendemos a creer que se trata de inventos modernos. Sin embargo, las ideas que dieron origen a estos artilugios —y a muchos otros— ya vieron la luz a finales del siglo XIX y principios del XX gracias a una persona tan genial como desconocida: Leonardo Torres Quevedo, un pionero en matemáticas, aeronáutica, telecomunicaciones y automática, que desplegó su portentosa imaginación hasta el punto de ser considerado “el más prodigioso inventor de su tiempo”. Hoy, el matemático y profesor de Historia de la Ciencia Francisco A. González Redondo nos cuenta su historia en Hablando con Científicos..

Hace más de un siglo, se descubrió que podíamos defendernos de las infecciones usando anticuerpos, unas proteínas que fabrica nuestro cuerpo. Al principio, se usaban sueros de animales, como caballos, para curar enfermedades. Hoy, la ciencia ha creado anticuerpos súper precisos, como los monoclonales. Un grupo de científicos ha ido más allá y ha diseñado un nuevo tipo de anticuerpo, una “super IgM”, que actúa como una súper araña con patas muy fuertes para unirse a los agentes infecciosos. Al aplicarlo en un spray nasal, protegió a ratones contra la gripe. En el futuro, podría ayudarnos a prevenir muchas infecciones respiratorias sin necesidad de vacunas tradicionales.

Los simpáticos y pequeños perezosos que hoy se cuelgan de las ramas de los árboles tropicales, moviéndose con extrema lentitud, tienen una historia evolutiva fascinante que incluye bestias enormes, capaces de pesar hasta 4 toneladas. Hace miles de años, los perezosos gigantes recorrían con paso tranquilo pero firme las llanuras y bosques de Sudamérica. Hoy solo sobreviven dos especies, pequeñas y completamente adaptadas a la vida en los árboles. ¿Qué ocurrió con sus parientes gigantes? ¿Cómo y por qué desaparecieron? Estas son algunas de las preguntas que intentan responder Alberto Boscaini y Juan López Cantalapiedra, dos de los científicos que firman un reciente artículo en la revista Science.

El profesor Grande Covián nos sigue ilustrando de manera magistral sobre aspectos fundamentales de los lípidos, tales como su papel estructural en las células, las necesidades de ácidos grasos esenciales, las grasas como vehículos de vitaminas y, un tema fundamental: la importancia de la composición de las grasas ingeridas sobre los niveles de colesterol de la sangre. En este apartado, el Dr. Grande nos explica los estudios que le llevaron a él y a otros dos de sus colegas a poder derivar una ecuación que predice la modificación esperada de los niveles de colesterol sanguíneo de acuerdo con la composición en ácidos grasos de la dieta.