sábado, 15 de julio de 2017

Cómo afecta la pobreza al cerebro

Un estudio sin precedentes en Bangladesh podría revelar cómo la desnutrición, deficiente higiene y otros desafíos dejan huella en el desarrollo infantil.

A finales de la década de 1960, un equipo de investigadores comenzó a distribuir un suplemento nutricional a las familias con niños pequeños en las zonas rurales de Guatemala. Estaban probando la hipótesis de que proporcionar proteína en los primeros años de vida reduciría la incidencia de rretraso en el crecimiento.
Créditos:Flickr/Mountainamoeba.

Los niños que recibieron suplementos crecieron 1 a 2 centímetros más que los de un grupo de control. Pero los beneficios no se detuvieron allí. Los niños que recibieron nutrición adicional pasaron a puntuar más alto en las pruebas de lectura y conocimiento como adolescentes y cuando los investigadores regresaron a principios de los años 2000, las mujeres y hombres que habían recibido los suplementos en los primeros tres años de vida completaron más años de escolaridad y los hombres.

Si el seguimiento adecuado este estudio hubiera quedado en el olvido. En cambio, sus conclusiones han servido para que insituciones como el Banco Mundial consideren en la intervención temprana tiene efectos a largo plazo en la salud humana.

Desde la investigación guatemalteca, estudios en todo el mundo -Brasil, Perú, Jamaica, Filipinas, Kenia y Zimbabwe- han asociado el crecimiento deficiente en niños pequeños con resultados cognitivos menores y peores resultados escolares.

Un cuadro fue surgiendo lentamente -una dieta pobre y episodios regulares de enfermedades diarreicas- como un preámbulo de déficits intelectuales y mortalidad. Pero no todo el retraso de crecimiento, que afecta a unos 160 millones de niños en todo el mundo, está relacionado con estos malos resultados. Ahora, los investigadores están tratando de desentrañar los vínculos entre crecimiento y desarrollo neurológico. ¿Es culpa de la mala nutrición? ¿Qué pasa con la negligencia emocional, enfermedades infecciosas u otros desafíos?

Shahria Hafiz Kakon esta realizando una investgación en los barrios bajos de Dhaka, Bangladesh, donde alrededor del 40% de los niños tienen presentan retraso de crecimiento. Forma parte del Centro Internacional para la Investigación de Enfermedades Diarreicas, en Dharka, Bangladesh y dirige el primer estudio de imágenes cerebrales de niños con estas características.

La investigación es innovadora en otros aspectos. Es financiada por la Fundación Bill y Melinda Gates en Seattle, Washington, siendo uno de los primeros estudios que analiza cómo los cerebros de bebés y niños pequeños en el mundo en desarrollo responden a la adversidad. Y promete proporcionar información de referencia importante sobre el desarrollo de la primera infancia y el rendimiento cognitivo.

Kakon y sus colegas han realizado pruebas de resonancia magnética (MRI) en niños de dos y tres meses de edad, identificaron regiones cerebrales que son más pequeñas en niños con retraso de crecimiento que en otros. También están utilizando otras pruebas, como electroencefalogramas (EEG).

Previamente Benjamin Crookston, científico de salud en la Universidad Brigham Young en Provo, Utah, quien dirigió estudios en Perú reportaron un vínculo entre el crecimiento pobre y probemas cognitivos.

La larga sombra del retraso del crecimiento


En 2006, la Organización Mundial de la Salud (OMS) informó de un extenso estudio para medir altura y masa corporal de niños entre el nacimiento y la edad de cinco años en Brasil, Ghana, India, Noruega, Omán y Estados Unidos. Los resultados mostraron que los niños sanos y bien alimentados de todo el mundo siguen una trayectoria de crecimiento muy similar y establecieron puntos de referencia para el crecimiento atípico. El retraso de crecimiento, según la OMS, se define como dos desviaciones estándar por debajo de la altura media para una edad determinada. Tal diferencia puede parecer sutil. A los 6 meses de edad, se consideraría que una niña tenía un retraso de crecimiento si tenía 61 centímetros de largo, a pesar de estar a menos de 5 centímetros de la mediana.

Los puntos de referencia ayudaron a aumentar la conciencia sobre el retraso del crecimiento. En muchos países, más del 30% de los niños menores de cinco años se encuentra en esta condición; en Bangladesh, India, Guatemala y Nigeria, son más del 40% . En 2012, el creciente consenso sobre los efectos del retraso del crecimiento motivó a la OMS a comprometerse a reducir el porcentaje a un 40% para 2025.

Incluso cuando los funcionarios comenzaron a tomar medidas, los investigadores se dieron cuenta de que había serios vacíos en los protocolos para identificar los problemas relacionados con el retraso del crecimiento. Muchos estudios del desarrollo del cerebro se basaron en pruebas de memoria, habla y otras funciones cognitivas que no son adecuadas para niños muy pequeños. Y si los padres y los médicos tienen que esperar hasta que los niños están en la escuela para notar cualquier diferencia, probablemente será demasiado tarde para intervenir.

Ahí es donde entra el trabajo de Kakon. En una mañana reciente estaba con una madre que le había marcado a media noche: su hijo tenía fiebre. Antes de examinar al niño, Kakon preguntó a su madre cómo era su familia. Muchos padres llaman a Kakon apa -una palabra bengalí para decir hermana mayor-.

Hace unos cinco años, la Fundación Gates se interesó en seguir el desarrollo del cerebro en niños pequeños que vivían en la adversidad, especialmente con retraso de crecimiento y mala nutrición. La fundación había estado estudiando las respuestas de los niños a las vacunas en la clínica de Kakon.

Para realizar el estudio, la fundación conectó el equipo de Dhaka con Charles Nelson, neurocientífico pediátrico en el hospital de niños de Boston y la escuela médica de Harvard en Massachusetts. Tenía experiencia en imágenes cerebrales -y en la adversidad infantil-. En el 2000, iniciaron un estudio de seguimiento del desarrollo cerebral de niños que habían crecido en orfanatos rumanos. Aunque alimentados y protegidos, los niños casi no tenían estimulación, contacto social o apoyo emocional. Muchos habían experimentado problemas cognitivos a largo plazo.

El estudio de Nelson reveló que los cerebros de los huérfanos llevaban marcas de negligencia. MRIs mostró que a la edad de ocho años, tenían regiones más pequeñas de materia gris y blanco asociados con la atención y el lenguaje que los niños cuidados por sus familias biológicas. Algunos niños que se habían sido llevados de orfanatos a hogares presentaban menores déficits.

Los niños en el estudio de Dhaka tienen una visión completamente diferente. Están rodeados de lugares de interés, sonidos y familias ampliadas que a menudo viven juntas en barrios reducidos. Es el opuesto de niños acostado en una cuna, mirando a un techo blanco todo el día.

Pero los niños de Bangladesh viven con mala nutrición y pobre higiene. Y los investigadores no habían explorado los impactos de tales condiciones en el desarrollo cerebral. Hay estudios de imágenes cerebrales de niños que crecen en la pobreza. Pero estos se han centrado principalmente en las zonas de altos ingresos, como Estados Unidos, Europa y Australia. No importa cuan pobres los niños ahí, la mayoría tienen algunos alimentos nutritivos, agua limpia y drenaje. En cambio los que viven en los barrios bajos de Dhaka viven y juegan alrededor de canales abiertos de aguas residuales. Como sus casos hay más niños en todo el mundo y no sabíamos nada sobre ellos en cuanto a su desarrollo cognitivo.

Las marcas de la adversidad

A principios de 2015, el equipo de Nelson y los investigadores de Bangladesh habían transformado la humilde clínica de Dhaka en un laboratorio de vanguardia. Para su equipo de EEG, tenían que encontrar una habitación sin cables en las paredes y sin unidades de aire acondicionado, que podrían interferir con la capacidad del dispositivo para detectar la actividad en el cerebro.

Los investigadores también crearon una sala para la espectroscopía funcional infrarroja (fNIRS), en la que los niños usan una banda para la cabeza con sensores que miden el flujo sanguíneo en el cerebro. La técnica proporciona información sobre la actividad cerebral similar a la de la RM funcional, pero no requiere una máquina grande y los niños no tienen que permanecer inmóviles. FNIRS se ha utilizado en infantes desde finales de los años 90.

Los investigadores también están realizando MRIs, en un hospital cerca de la clínica. Hasta el momento, han escaneado a 12 bebés de 2 a 3 meses con un retraso de crecimiento. Al igual que los huérfanos rumanos y los niños que crecen en la pobreza en los países desarrollados, estos niños han tenido menores volúmenes de materia gris que un grupo de 20 niños del grupo de control. Es perjudicial ver estas diferencias a una edad tan temprana. Es difícil saber qué regiones están afectadas en estos niños pequeños, pero tener menos materia gris se asoció con puntuaciones peores en las pruebas de lenguaje y memoria visual a los seis meses de edad.

Unos 130 niños en el estudio de Dhaka tuvieron pruebas de fNIRS a los 36 meses de edad, y los investigadores vieron patrones distintos de actividad cerebral en aquellos con retraso del crecimiento y otras adversidades. Cuanto más pequeños eran los niños, más actividad cerebral tenían en respuesta a imágenes y sonidos de estímulos no-sociales, como camiones. Los niños de mayor edad respondían más a los estímulos sociales, como rostros de mujeres. Esto podría sugerir demoras en el proceso por el cual las regiones cerebrales se especializan para ciertas tareas.

EEG detectó mayor actividad eléctrica entre los niños con retraso de crecimiento, junto con una gama de ondas cerebrales que reflejan la resolución de problemas y la comunicación entre las regiones del cerebro. Eso fue una sorpresa para los investigadores, porque los estudios en huérfanos y niños pobres generalmente han encontrado una actividad moderada. La discrepancia podría estar relacionada con los diferentes tipos de adversidad que enfrentan los niños en Dhaka, incluyendo inseguridad alimenticia, infecciones y madres con altas tasas de depresión.

El equipo de Nelson está tratando de analizar qué formas de adversidad parecen ser las más responsables de las diferencias en la actividad cerebral entre los niños de Dhaka. Las señales eléctricas mejoradas en las pruebas de EEG están fuertemente ligadas al aumento de los marcadores inflamatorios en la sangre, lo que probablemente refleja una mayor exposición a los patógenos intestinales.

Si esto se mantiene a medida que se realizan más estudios en niños, podría señalar la importancia de mejorar el drenaje y reducir infecciones gastrointestinales. O la depresión materna podría resultar estar fuertemente vinculada con el desarrollo del cerebro, en cuyo caso ayudar a las madres podría ser tan crucial como asegurarse de que sus bebés tengan una buena nutrición. Aún no hay una respuesta sólida.

Los participantes de 36 meses tienen ahora alrededor de 5 años de edad, y el equipo se está preparando para tomar algunas medidas de seguimiento. Esto nos dará una idea de si los niños han seguido o no la misma trayectoria de desarrollo del cerebro. Los investigadores también realizarán pruebas cognitivas para estudiar el rendimiento escolar.

Una mejor investigación


Uno de los retos de estos estudios es que los investigadores todavía están tratando de determinar que es el desarrollo normal del cerebro parece. Unos pocos años antes de que el estudio de Dhaka comenzara, un equipo de investigadores británicos y gambianos se preparó para hacer pruebas de EEG y fNIRS en niños en las zonas rurales de Gambia durante los dos primeros años de vida.

Al igual que el estudio de Dhaka, los investigadores están analizando cómo el desarrollo del cerebro está relacionado con una serie de consideraciones, incluyendo nutrición y la interacción entre padres e hijos. Pero a lo largo del camino, están tratando de definir una trayectoria estándar de la función cerebral para los niños.

Daniel Marks, neurocientífico pediatra de la Oregon Health & Science de la Universidad de Portland, y consultor de la fundación, afirma que hay una gran iniciativa de la Fundación Gates y los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos para lograr imagen del desarrollo normal del cerebro. Es sólo un reflejo de la urgencia del problema.

Una de las esperanzas para el estudio de Dhaka, y la motivación para financiarlo, es que revelará patrones distintos en el cerebro de los bebés que predicen malos resultados más adelante en la vida y podrían utilizarse para ver si las intervenciones están funcionando.

Tal intervención probablemente tendrá que incluir la nutrición, dice Martorell. Él y sus colegas están haciendo otro estudio de seguimiento de los aldeanos guatemaltecos para ver si aquellos que recibieron suplementos de proteínas antes de los 7 años tienen tasas más bajas de enfermedades del corazón y diabetes 40 años después. Pero es poco probable que la nutrición sea suficiente, ya sea para prevenir el retraso del crecimiento o para promover el desarrollo cognitivo normal. Hasta ahora, las intervenciones nutricionales más exitosas han ayudado a superar alrededor de un tercio del déficit de altura típico. Y tales programas pueden ser muy costosos; En el estudio guatemalteco, por ejemplo, los investigadores dirigieron centros especiales para proporcionar suplementos.

Sin embargo, los investigadores se esfuerzan por mejorar las intervenciones. Un grupo implicado en el estudio de la vacuna en Bangladesh está planeando probar suplementos en mujeres embarazadas en la esperanza de aumentar el peso del nacimiento de los bebés y de mantener su crecimiento en los primeros dos años cruciales de la vida. Tahmeed Ahmed, director de nutrición y servicios clínicos en el centro de investigación de enfermedades diarreicas, está planeando un ensayo de alimentos como plátanos y garbanzos para tratar de promover el crecimiento de buenas bacterias intestinales en niños de Bangladesh de entre 12 y 18 meses de edad. Una comunidad bacteriana saludable podría hacer que el intestino sea menos vulnerable a las infecciones que interfieren con la absorción de nutrientes y que aumentan la inflamación en el cuerpo.

En última instancia, no se trata de si los niños tienen retraso en el crecimiento o cognitivo. Se trata de cómo serán sus vidas a medida que envejecen. Estudios como el de Dhaka se esfuerzan por ayudar a determinar si las intervenciones están funcionando antes de que sea tarde.

Referencia:

sábado, 8 de julio de 2017

El LHC ha vuelto a hacer lo que mejor sabe hacer: colisionar materia y encontrar nuevas partículas.
Esta vez los físicos se han encontrado con una buena noticia. La partícula detectada es cuatro veces más pesada que un protón y podría ayudar a desafiar algunas ideas sobre la naturaleza de la memoria.

Gracias a la colaboración del detector LHCb, uno de los experimentos del LHC junto a ATLAS y CMS, se logró la detección del bosón de Higgs.
Barión Xi cc ++. Créditos: CERN.

El LHC al lograr colisiones de alta energía ha detectado partículas con diferentes propiedades, la mayoría de las cuales ya habían sido descubiertas.

Ejecutar estos experimentos una y otra vez modificando variables para luego analizar comportamientos de las partículas a medida que se forman e interactúan entre sí puede proporcionar información de vez en cuando diferente.

Ahora se añade oficialmente una nueva partícula, la cual ya se había predicho que existía, pero no se había visto.

Sabemos de la existencia de dos bariones los cuales forman protones y neutrones. Y estos bariones son efectivamente trillizos de partículas más pequeñas llamadas quarks, que son partículas elementales, lo que significa que no están formados de otras partículas.

Las partículas quarks vienen en variedades, curiosamente llamados, up, down, top, bottom, charm y strange. Las combinaciones de estas partículas forman bosones diferentes. Los modelos actuales predicen que hay una infinidad de formas en que los quarks pueden hacer bariones, algunas más comunes que otros.

Por ejemplo los protones consisten en dos quarks up y un quark down, mientras que los neutrones son dos quarks downs y un quark up. Estos quarks se unen mediante lo que se llama fuerza nuclear fuerte, que es causada por el intercambio de partículas llamadas gluones.

Ahora se conoce un nuevo barion -formado por dos quarks charm y un quark up- que se ha llamado Xi cc ++.

Los quarks tienen masas diferentes y charm es una de las mayores. Eso hace que este barión tenga una masa mayor, lo cual es una buena noticia para los físicos de partículas.

Encontrar un baryon con dos quark charms es de gran interés, ya que proporciona una herramienta única para profundizar en la cromodinámica cuántica, la teoría que describe una interacción fuerte, la cual es una de las cuatro fuerzas fundamentales.

Estudiar cómo esta partícula se mantiene unida comparación con las predicciones hechas por modelos actuales ayudará a dar a las teorías una buena sacudida.

El hecho de que este formado por dos quarks pesados ​​debe dar a Xi cc ++ una estructura ligeramente diferente que los protones y neutrones.

A diferencia de otros bariones, en los cuales los tres quarks realizan una elaborada danza alrededor de cada uno, se espera que un barion doblemente pesado actúe como un sistema planetario, donde los dos quarks pesados ​​desempeñan el papel de estrellas pesadas orbitando uno alrededor del otro, donde  el quark más ligero este en órbita alrededor de este sistema binario.

El experimento LHCb sigue siendo un detector en este tipo de productos de descomposición, así como en la fabricación de quarks pesados.

El descubrimiento tiene una estadística 7 sigma. Los físicos celebran al obtener el 5 sigma, así que podemos estar bastante seguros de que  es real y que es también evidencia del Modelo estándar. La investigación ha sido sometida a Physical Review Letters.

Mike Mcrae, "",

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