Scientists develop new way to listen to the brain's hidden language/Científicos desarrollan nueva forma de escuchar el lenguaje oculto del cerebro
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Traditionally, interfaces designed to restore speech or motor skills focused on the motor cortex, attempting to decipher the signals the brain sends to the organs involved. The current breakthrough is that scientists have begun to "listen" to areas of the brain not related to movement, but rather to the formation of concepts and words (such as the supramarginal gyrus). This allows them to capture what a person is "saying in their mind," even if they lack the physical ability to move the speech muscles.
Tradicionalmente, las interfaces para recuperar el habla o la motricidad se centraban en la corteza motora, es decir, intentaban descifrar las señales que el cerebro envía a los órganos implicados. La novedad actual es que los científicos han empezado a "escuchar" áreas del cerebro que no tienen que ver con el movimiento, sino con la formación de conceptos y palabras (como el giro supramarginal). Esto permite captar lo que una persona está "diciendo en su mente", incluso si no tiene capacidad física para mover los músculos del habla.
The hidden language is chemical input—the thousands of chemical messages (whispers) that a neuron receives from its neighbors before deciding whether or not to fire an electrical signal. Until now, we haven't had tools fast or sensitive enough to see these individual whispers in a living brain, but now a group of scientists has developed iGluSnFR4 (pronounced "glue sniffer"), the fourth generation of a molecular sensor designed to detect glutamate in our brains.
El lenguaje oculto es la entrada química, son los miles de mensajes químicos (susurros) que una neurona recibe de sus vecinas antes de decidir si va a disparar una señal eléctrica o no. Hasta ahora no teníamos herramientas lo suficientemente rápidas o sensibles para ver estos susurros individuales en un cerebro vivo, pero ahora un grupo de científicos han desarrollado iGluSnFR4 (pronunciar "glue sniffer" (rastreador de pegamento)), y es la cuarta generación de un sensor molecular diseñado para detectar el glutamato en nuestro cerebro.
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Glutamate is the brain's most common neurotransmitter; it's the "currency" neurons use to pass information to each other. However, until now, this exchange was almost invisible to us because it occurs at lightning speed in tiny spaces called synapses. iGluSnFR4 is a "flashlight" protein that scientists have genetically engineered to be fluorescent. The protein is placed on the surface of neurons. When a neighboring neuron releases glutamate, the sensor detects it and emits a flash of light.
El glutamato es el neurotransmisor más común del cerebro, es la "moneda de cambio" que usan las neuronas para pasarse información. Sin embargo, hasta ahora, ese intercambio era casi invisible para nosotros porque ocurre de forma ultrarrápida en espacios diminutos llamados sinapsis. iGluSnFR4 es una proteína "linterna" que los científicos han diseñado genéticamente para que sea fluorescente. La proteína se coloca en la superficie de las neuronas. Cuando una neurona vecina libera glutamato, el sensor lo detecta y emite un destello de luz.
Unlike previous versions, iGluSnFR4 is so fast (acting in less than 2 milliseconds) that it allows researchers to see each individual bundle of neurotransmitters in real time. Using high-powered microscopes, researchers can literally "see" the brain lighting up as it processes information, allowing them to decipher how neurons perform complex calculations. It's like installing microphones at each synapse to listen to the chemical whispers that were previously lost in the brain's background noise.
A diferencia de versiones anteriores, el iGluSnFR4 es tan rápido (actúa en menos de 2 milisegundos) que permite ver cada paquete individual de neuro transmisores en tiempo real. Usando microscopios de alta potencia, los investigadores pueden "ver" literalmente el cerebro iluminándose mientras procesa información, permitiendo descifrar cómo las neuronas hacen cálculos complejos. Es como instalar micrófonos en cada sinápsis para escuchar los susurros químicos que antes se perdían en el ruido de fondo del cerebro.
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Obviously, this advancement isn't useful for reading someone's thoughts on the street, but rather for understanding pathologies where this "language" is disrupted, such as Alzheimer's disease or epilepsy. In these conditions, glutamate is often out of control. In schizophrenia and autism, it could help understand why neurons don't correctly process the information they receive. Essentially, it's about going from listening to the "noise" of a crowd (the general electrical activity) to being able to hear each individual conversation between two people in that crowd.
Obviamente, este avance no sirve para leer el pensamiento de una persona en la calle, sino para entender patologías donde este "lenguaje" está roto como la enfermedad de Alzhéimer o Epilepsia. En estas condiciones, el glutamato suele estar fuera de control. En la esquizofrenia y el autismo podría ayudar a entender por qué las neuronas no procesan correctamente la información que reciben. Básicamente es pasar de escuchar el "ruido" de una multitud (la actividad eléctrica general) a poder escuchar cada conversación individual entre dos entes en esa multitud.
For now, it's strictly a laboratory tool and isn't being used on humans in hospitals, and we probably won't see that in the short term. However, its applications will be noticeable in other disciplines, such as allowing pharmaceutical laboratories to see exactly what a drug does in an animal's brain, accelerating the development of drugs for humans. Work is underway on similar sensors that don't require light (that use magnetic resonance imaging, for example), which could be operational in humans in the long-term future.
Por el momento se trata estrictamente de una herramienta de laboratorio y no es algo que se esté aplicando en seres humanos en hospitales y probablemente no lo veremos a corto plazo, pero si se notará su funcionamiento en otras disciplinas como permitir a los laboratorios farmacéuticos ver exactamente qué hace una medicina en el cerebro de un animal, acelerando la creación de fármacos para humanos. Se está trabajando en sensores similares que no necesiten luz (que funcionen con resonancia magnética, por ejemplo), lo cual sí podría ser operativo en humanos en el futuro a largo plazo.
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https://scitechdaily.com/scientists-unlock-a-new-way-to-hear-the-brains-hidden-language/