martes, 17 de noviembre de 2015

El cerebro olvida a propósito para ahorrar energía

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Imagen de un TAC cerebral. / Fotolia
El cerebro posee mecanismos para que olvidemos la información innecesaria, revela un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), liderado por científicos de la Universidad de Lund (Suecia) en el que ha participado Riccardo Zucca, investigador del Grupo de Investigación en Sistemas Perceptivos Emotivos y Cognitivos y del Centro en Neuro-Robótica y Sistemas Autónomos del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones de la Universidad Pompeu Fabra.
El cerebro es capaz de asimilar un estímulo nuevo, sin embargo rechaza los posteriores si son similares en el momento en que los reconoce. Así se da la paradoja de que “dos estímulos producen peores resultados que uno solo, aunque lo que está realmente pasando es que el cerebro activa mecanismos neuronales para evitar el gasto energético que supone el aprendizaje”, han sugerido los autores.
La actividad neuronal encargada de memorizar información resulta un gasto energético adicional, por lo que el cerebro olvida de manera intencionada
La actividad neuronal encargada de memorizar información resulta un gasto energético adicional, por lo que el cerebro olvida de manera intencionada, aunque sea temporalmente, para ahorrar energía. Cuando el cerebro ha aprendido una determinada asociación se activa el mecanismo de freno del aprendizaje.
Explicación fisiológica del modelo Rescorla-Wagner
En el artículo publicado en PNAS se describe el experimento que los científicos diseñaron para extraer las conclusiones del estudio. En una primera fase, se aplicaron dos estímulos al modelo experimental animal para que el cerebro los asociara: un tono acústico o señal luminosa y una ráfaga de aire que provocaba el parpadeo del ojo. Seguidamente, se vio que el sujeto parpadeaba el ojo en el momento en que escuchaba nuevamente el tono o la señal luminosa, aún sin ráfaga de aire.
Finalmente, al aplicar de nuevo el tono acústico o la señal luminosa a la vez con la ráfaga de aire, la asociación entre los estímulos se volvía confusa.
 "Las conclusiones del estudio pueden explicar porqué una asociación más fuerte conduce a un valor de refuerzo menor", dice Zucca
Como comenta Zucca, "las conclusiones del estudio pueden explicar porqué una asociación más fuerte conduce a un valor de refuerzo menor, en el contexto de unexperimento de comportamiento condicionado".
Aunque había sido descrito anteriormente en el modelo Rescorla-Wagner, modelo que ha guiado la investigación en ciencias de la conducta y la neurología durante varias décadas, este fenómeno no tenía todavía una explicación fisiológica.
Los científicos en este trabajo han estudiado células de Purkinje provenientes del córtex del cerebelo de hurones y han observado que las respuestas de las células de Purkinje, desencadenantes del parpadeo adaptativo condicionado temporal, suprimen el estímulo no condicionado gradualmente, proporcionando por primera vez una evidencia fisiológica del fenómeno descrito en el modelo de Rescorla-Wagner.
Referencia bibliográfica:
Anders Rasmussen, Riccardo Zucca, Fredrik Johansson, Dan-Anders Jirenhed and Germund Hesslow (2015), “Purkinje cell activity during classical conditioning with different conditional stimulus explains central tenet of Rescorla–Wagner model”, PNAS, octubre, doi: 10.1073/pnas.1516986112.

lunes, 16 de noviembre de 2015

La OMS advierte del peligro que supone la resistencia a los antibióticos

Este problema ocasiona un aumento de los costes sanitarios, hospitalizaciones prolongadas, fracasos en el tratamiento y, en ocasiones, la muerte


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La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha calificado a las resistencias a los antibióticos como un problema «urgente» de salud mundial, por lo que ha puesto en marcha la primera Semana Mundial para concienciar a la población sobre esta materia.
Con esta iniciativa, la OMS se suma a la convocatoria anual del Centro Europeo para la Prevención y el Control de las Enfermedades (ECDC, por sus siglas en inglés) que cada 18 de noviembre lo dedica al Día Europeo para el Uso Prudente de los Antibióticos. En España, el Instituto de Salud Carlos III (ISCII) participa activamente en la lucha contra las resistencias antimicrobianas con diferentes iniciativas.
Se trata de un problema que ocasiona un aumento de los costes sanitarios, hospitalizaciones prolongadas, fracasos en el tratamiento y, en ocasiones, la muerte. En este sentido, las autoridades sanitarias han recordado que el uso de los antibióticos es uno de los principales «factores responsables» de las resistencias a los mismos.
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Uso creciente en los hospitales
Y es que, a pesar de que la gran mayoría de los antibióticos se consumen fuera de los hospitales, en Europa su uso hospitalario en los últimos cuatro años ha mostrado una tendencia creciente significativa, convirtiéndose en un «importante» motor de la propagación de bacterias resistentes a múltiples fármacos.
De hecho, según los resultados publicados el pasado día 12 de noviembre en la revista Eurosurveillance, la situación europea sigue empeorando en relación con la propagación de enterobacterias productoras de las enzimas llamadas carbapenemasas y resistentes a antibióticos de última generación. En este sentido, 8 países, entre ellos España, han reportado una progresiva propagación interregional de las mismas y en tres de ellos, la situación es ya endémica.
Por ello, el ECDC, ha insistido en que el uso prudente de los antibióticos y las estrategias integrales de prevención y control de las infecciones dirigidas a todos los sectores de la salud, son las piedras angulares de las intervenciones efectivas para prevenir la selección y la transmisión de bacterias resistentes a los antibióticos.
En este sentido, el ISCIII está presente en la investigación y el diagnóstico de las resistencias antimicrobianas a través del trabajo de los expertos del Centro Nacional de Microbiología (CNM) y de la puesta en marcha y financiación de la Red Española de Investigación en Patología Infecciosa. Uno de cuyos principales cometidos es la investigación en red sobre la resistencias a antibióticos.

domingo, 15 de noviembre de 2015

La rapamicida mejora la plasticidad cerebral y la memoria en ratones con síndrome de Down

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Investigadores andaluces han puesto de manifiesto que el medicamento rapamicina participa en la síntesis de proteínas necesarias en los procesos de aprendizaje y memoria y en el desarrollo de la plasticidad cerebral. Los expertos sostienen que puede ser un nuevo producto farmacoterápico capaz de mejorar algunos déficits cognitivos.
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En la fotografía, Andrade-Talavera y Rodríguez-Moreno, del equipo de la UPO. / UPO
En un trabajo realizado entre la Universidad Pablo de Olavide (UPO) y la Universidad de Sevilla (US), los grupos dirigidos por María Luz Montesinos, del Laboratorio de Traducción Sináptica Local de la US, y por Antonio Rodríguez-Moreno, del Laboratorio de Neurociencia Celular y Plasticidad de la UPO, han puesto de manifiesto que la rapamicina participa en la síntesis de proteínas necesarias para los procesos de aprendizaje y memoria y en el desarrollo de procesos de plasticidad cerebral.
El estudio, publicado en la revista Neurobiology of Disease, muestra mediante análisis de comportamiento y registros electrofisiológicos de la plasticidad cerebral, que algunos de los déficits de memoria y de plasticidad que se observan en ratones modelo del síndrome de Down se revierten mediante el tratamiento con rapamicina. Estos resultados sugieren que este fármaco puede ser un nuevo producto farmacoterápico capaz de mejorar déficits cognitivos. 
El tipo de plasticidad cerebral objeto del estudio (BDNF-LTP) es una forma de potenciación de la transmisión sináptica de larga duración que está mediada por la neurotrofina BDNF (del inglés brain-derived neurotrofic factor). El trabajo se ha realizado en el hipocampo en la sinapsis establecida entre las neuronas del área CA3 y las neuronas del área CA1 en ratones silvestres y en ratones modelo del síndrome de Down.
El tratamiento de estos ratones con rapamicina rescata la persistencia de la memoria de larga duración en dichos animales
Mediante la obtención de registros electrofisiológicos en rodajas vivas de cerebro, los investigadores han observado que en los ratones silvestres la aplicación exógena de BDNF induce cambios plásticos que están ausentes en los ratones modelo de síndrome de Down. Sorprendentemente, cuando el cerebro de ratones con el trastorno se trata con rapamicina, la aplicación de BDNF induce cambios plásticos (BDNF-LTP) similares a los observados en ratones silvestres.
Mejorar déficits cognitivos
Para profundizar en el entendimiento de este fenómeno los investigadores se preguntaron si el mecanismo de inducción de la plasticidad observada en presencia de BDNF (recuperada por la rapamicina) era similar al observado en ratones silvestres. Los expertos han encontrado que, efectivamente, la plasticidad rescatada por el fármaco involucra las mismas vías de señalización que las observadas en ratones silvestres y es dependiente de síntesis local de proteínas. 
Por otra parte, los estudios comportamentales realizados en ambos grupos experimentales arrojan luz sobre la posible utilidad terapéutica de la rapamicina. En dicha parte del estudio se observó que los ratones modelo de síndrome de Down tienen un déficit en la realización de un test de memoria que involucra al hipocampo: el laberinto de Barnes.  De un modo notable, el tratamiento de estos ratones con rapamicina rescata la persistencia de la memoria de larga duración en dichos animales.
Referencia bibliográfica:
Andrade-Talavera, Y., Benito, I., Casañas, JJ, Rodríguez-Moreno, A. and Montesinos, ML. (2015). Rapamycin restores BDNF-LTP and the persistence of long-term memory in a model of Down´s syndrome. Neurobiology of Disease 82:516-525. 

sábado, 14 de noviembre de 2015

La soledad tiene consecuencias negativas para la psiquis



Una investigación realizada con 70 voluntarios concluyó que las personas que viven solas están más alerta a las amenazas y que su subconsciente se encuentra más atento a las sensaciones negativas.
Los expertos en psicología y neurociencia de la soledad Stephanie y John Caciopo, de la Universidad de Chicago (EE.UU.), fueron los encargados de realizar el estudio, para el que entregaron un 'cuestionario de la soledad' a 38 personas 'muy solas' y a 32 que 'no se sienten solas', describió el portal 'The Independent'.
Tras evaluar las consecuencias de la soledad, demostraron que esta puede tener un impacto psíquico, ya que el cerebro de los solitarios actúa de manera distinta del de las personas que están acompañadas. Concretamente, descubrieron que las personas que viven solas están más alerta a las amenazas y al posible peligro que representan los extraños.
En ese sentido, 'Psychology Today' destacó que cuando prima el sentimiento de aislamiento social el sistema nervioso cambia de manera automática al modo de 'autopreservación', por lo que el individuo está a la defensiva, aunque no haya una amenaza real en su entorno.
Durante el estudio también se colocaron electrodos a los voluntarios para registrar las ondas cerebrales y se empleó un test con palabras como 'fiesta', 'solo', 'solitario', 'alegría' y 'tristeza', que fueron calificadas como 'social/positivo', 'social/negativo', 'no social/positivo' y 'no social/negativo'.
Como resultado, Stephanie y John Caciopo detectaron que los solitarios adquirían una actitud de vigilancia cuando calificaban una palabra como 'socialmente negativa', situación que no ocurrió con el resto de las personas.
Por lo tanto, detallaron que el cerebro de los solitarios está condicionado para detectar las amenazas sociales más rápidamente de lo que se considera 'normal'. Por eso, concluyeron que, de manera subconsciente, las personas solas realizan una búsqueda de la negatividad.

viernes, 13 de noviembre de 2015

TENGO UNA DEPRE QUE NO ME LA BANCO

¿Cómo enfrentarse a la adversidad?

El autor explica qué sucede en nuestro cerebro cuando nos enfrentamos a un peligro, un recuerdo negativo o el temor a que algo malo ocurra en el futuro

 Buenos Aires ..
'On the Threshold of Eternity', de Vincent Van Gogh (1890). /WIKIMEDIA COMMONS.

Las situaciones extremas de la vida nos muestran, como si fuera a través de una lente de aumento, el comportamiento de nuestro cerebro frente a escenarios en donde se pone en juego nuestra supervivencia física o nuestra integridad psicológica. En estos párrafos trataremos de entender qué sucede en nuestro cerebro frente a un peligro del presente, un recuerdo negativo del pasado o el temor a que algo malo ocurra en el futuro.
Desde el momento en que somos expuestos a una situación extrema se activa un sistema muy básico, rápido y firme modelado durante cientos de miles de años, para hacer frente a lo que está ocurriendo. Este primer paso de defensa de nuestro sistema biológico es la llamada “respuesta de estrés”. Cuando el cerebro detecta una amenaza, se activa una respuesta fisiológica coordinada que implica componentes autonómicos, neuroendocrinos, metabólicos y del sistema inmune. El organismo necesita un mayor flujo de oxígeno para sus músculos, especialmente los del sistema de locomoción (para emprender el escape si hace falta). Así, se acelera la respiración para proveer más oxígeno, y la frecuencia cardíaca para entregar rápidamente ese oxígeno a través del torrente sanguíneo a los músculos principales. Los vasos sanguíneos en la piel se constriñen para que haya el menor sangrado posible en el caso de una herida.
Cuando el cerebro detecta una amenaza, se activa una respuesta fisiológica coordinada que implica componentes autonómicos, neuroendocrinos, metabólicos y del sistema inmune
Para proporcionar el combustible suficiente para el esfuerzo, nuestras glándulas convierten los carbohidratos almacenados en las células en azúcar circulante en sangre. También mejora la respuesta inmune; los glóbulos blancos que combaten las infecciones se adhieren a las paredes de los vasos sanguíneos, preparados para zarpar raudamente hacia cualquier parte del cuerpo que pudiera lastimarse.
El sistema cognitivo humano, a su vez, ofrece una variante aún más sofisticada: la capacidad de figurar y anticipar las amenazas del futuro, e incluso imaginar eventualidades que nunca han ocurrido, y que acaso nunca ocurran. Esta capacidad notable de nuestra especie es fruto de la experiencia acumulada y de la capacidad de hipotetizar e inferir. El desarrollo del cerebro humano, y en particular de sus áreas prefrontales, expandió, entre otras, nuestras capacidades para revisar el pasado y examinar el futuro. Esta complejización cognitiva de la respuesta de estrés llevó al psicólogo estadounidense Richard Lazarus a postular la existencia de “mecanismos evaluativos” implicados en el proceso de respuesta frente al peligro porque no siempre es sencillo determinar cuándo estamos frente a una situación que requiere acciones de protección.
El primer paso de este proceso es la “evaluación primaria”, esto es, el establecimiento del valor de un estímulo como peligroso o inocuo. Las investigaciones en neurociencia han permitido establecer el rol de diferentes estructuras cerebrales en la detección y evaluación del peligro, en particular, la actividad crucial de la “amígdala”, que sería responsable de detectar, generar y mantener emociones relacionadas con el miedo y respondería a la importancia de los estímulos emocionales. La “evaluación secundaria”, por su parte, busca establecer la disponibilidad de recursos del organismo para afrontar la amenaza.
Ahora bien, cuando la amenaza se disipa, se ponen en marcha otros mecanismos para volver a la situación inicial de reposo: la desactivación de la respuesta de estrés. Si, por el contrario, la respuesta de estrés permanece sostenidamente encendida, tiene lugar el llamado “estrés crónico”. En esta circunstancia, los componentes de la respuesta que suponían una ventaja adaptativa y una reacción de defensa y autoprotección del organismo, dejan de serlo y se vuelven en su contra.
Se acelera la respiración para proveer más oxígeno, y la frecuencia cardíaca para entregar rápidamente ese oxígeno a través del torrente sanguíneo a los músculos principales
A nivel cognitivo, la respuesta aguda de estrés favorece el incremento del nivel de alerta y la formación de memorias, aunque en el largo plazo la producción elevada de cortisol provoca deterioro cognitivo. La respuesta inmune también se afecta negativamente frente al estrés crónico dejando al organismo más expuesto a los diversos patógenos.
Podemos especular que existen factores ambientales, factores individuales –biológicos y psicólogicos– y también factores socioculturales que pueden llevar a que la respuesta de estrés no ceda y se realimente de forma continua, o, peor aún, en forma de espiral. Entre los factores externos socioculturales se suele aludir al estilo de vida moderno y urbano. Por ejemplo, hoy podemos tener al instante la información de lo que ocurre en cualquier parte del mundo. Este hecho tecnológico que confiere ventajas evidentes en ciertos terrenos, puede volverse una desventaja en lo que se refiere a la propagación de temores y la circulación de malas noticias.
Por su parte, en lo que se refiere a los factores biológicos y psicológicos, es necesario revisar la conexión existente entre el estrés y los trastornos de ansiedad, por un lado, y la depresión, por el otro. Para entender la ansiedad, podemos compararla con un radar, es decir, un dispositivo que rastrea nuestro ambiente en estado de alerta y nos avisa que una amenaza se aproxima. Pero la ansiedad es mucho más que un radar: es también un cuaderno de bitácora donde registramos las experiencias peligrosas vividas, y un mapa que nos guía, como un GPS, hacia territorios seguros. Sin embargo, cuando la ansiedad excede los niveles normales puede generar “falsas alarmas” que sobreactivan la respuesta de estrés y provocan estados de preocupación intensos y síntomas físicos diversos.
La depresión, por su parte, puede ser entendida en ciertos casos como una reacción biológica y psicológica en la cual nuestro organismo se rinde ante la adversidad, reduce sus intentos de solución, por considerarlos infructuosos, y se entrega a la desesperanza. En la depresión, así como en la ansiedad, nuestro pensamiento se vuelve propenso a los “sesgos cognitivos”, esto es, seleccionamos y priorizamos ciertos datos en desmedro de otros. En el caso de la depresión, la información negativa, y en el caso de la ansiedad, la información relacionada con el peligro. Luego, ciertos razonamientos distorsionados generalizan o amplifican el peso de esta información y provocan un espiral de realimentación de las emociones negativas.
Resulta central reflexionar también sobre el rol clave del otro (el prójimo, el ser amado, la comunidad) frente al desasosiego. Cuando cobija, cuando contiene, cuando acompaña
Afortunadamente, nuestro cerebro cuenta con diversas herramientas que pueden protegernos de estas complicaciones. La “resiliencia” es el conjunto de factores y mecanismos que nos permiten superar adaptativamente las situaciones de adversidad. En este sentido, dos mecanismos altamente eficientes para atenuar de forma progresiva la respuesta de estrés son la “habituación” y la “extinción”. El primero es la propiedad general de nuestras células nerviosas que consiste en la acomodación al entorno y un principio de economía, para evitar respuestas ociosas. Son innumerables los ejemplos, desde cuando entramos a una pileta fría y de a poco vamos acostumbrándonos, hasta cuando nos exponemos de forma repetida a un estímulo que nos asusta o tensiona, ayudando a que la respuesta intensa inicial disminuya hasta volverse tolerable. Este es el principio que rige los tratamientos por exposición, altamente eficaces en la ansiedad.
El proceso de “extinción” sucede cuando nos exponemos a un estímulo temido y comprobamos una y otra vez que las consecuencias negativas que esperábamos no ocurren tal cómo anticipamos, y se atenúa la respuesta de estrés. Otro de los procesos de regulación de las emociones, de naturaleza cognitiva, es la “re-evaluación”, que consiste en modificar el significado funcional atribuido a la situación que gatilla el estrés. Es “cambiar la manera en que sentimos al cambiar la manera en que pensamos”.
Algunas personas que experimentaron traumas súbitos o han sufrido situaciones de abandono o maltrato emocional sostenido en momentos tempranos de sus vidas pueden llegar a sufrir en forma prolongada por dichas vivencias. Dolencias psiquiátricas como el trastorno de estrés post-traumático tienen que ver con esas experiencias y con el modo en que nuestra memoria alberga los recuerdos emocionales. El trabajo de neurocientíficos como Joseph LeDoux es relevante para entender las afecciones emocionales y su tratamiento porque explica la consolidación de las memorias. Al comienzo, cuando uno experimenta algo, el recuerdo es inestable hasta que se estabiliza por la síntesis de proteínas en el cerebro. Una vez almacenado el recuerdo, la exposición a un estímulo que le recuerda aquel evento, va a reactivarlo y a hacerlo inestable nuevamente por un período corto de tiempo, para volver a guardarlo luego y fijarlo nuevamente en un proceso llamado reconsolidación de la memoria.
Cuando la ansiedad excede los niveles normales puede generar “falsas alarmas” que sobreactivan la respuesta de estrés y provocan estados de preocupación intensos y síntomas físicos diversos
Ahora bien, cada vez que recuperamos una memoria de un hecho, al volverse otra vez inestable, permite la incorporación de nueva información. Ese momento es una ventana para cambiar las reacciones emocionales que acompañan un recuerdo. Un paciente que sufre un trastorno de estrés postraumático evoca con ayuda de un terapeuta experto y en un contexto seguro, los recuerdos de la situación vivida, para atenuar progresivamente las reacciones emocionales intensas que acompañan el recuerdo.
Por último, resulta central reflexionar también sobre el rol clave del otro (el prójimo, el ser amado, la comunidad) frente al desasosiego. Cuando cobija, cuando contiene, cuando acompaña. Como en el diálogo entre los dos en El beso de la mujer araña, la famosa obra del autor argentino Manuel Puig: “… y mientras esté a mi alcance, por lo menos en este día, … no te voy a dejar pensar en cosas tristes.”
Facundo Manes es neurólogo y neurocientífico (PhD in Sciences, Cambridge University). Es presidente de la World Federation of Neurology Research Group on Aphasia, Dementia and Cognitive Disorders y Profesor de Neurología y Neurociencias Cognitivas en la Universidad Favaloro (Argentina), University of California, San Francisco, University of South Carolina (USA), Macquarie University (Australia). @manesf

jueves, 12 de noviembre de 2015

El negocio del chocolate está de suerte: el cacao tiene diez millones de años

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Los diez millones de años de historia evolutiva que un estudio científico atribuye al árbol del cacao pueden ser la respuesta a los problemas de la industria chocolatera que trabaja con una planta considerada poco diversa genéticamente y, por lo tanto, débil ante las plagas y el cambio climático. La nueva datación implica que América del Sur debe poseer poblaciones silvestres de cacaotero resistentes a enfermedades. Incluso puede que se encuentren nuevos sabores. 
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El chocolate, producido a partir de las semillas del árbol de cacao (Theobroma cacao), es uno de los alimentos más populares del mundo, con ventas de alrededor de 100.000 millones de dólares al año. Uno de los principales problemas de esta industria es la falta de variación genética en el cacao cultivado, que lo hace vulnerable a las plagas y al cambio climático.
América del Sur es el refugio de poblaciones silvestres que pueden ser el futuro de la industria chocolatera.
Ahora, un nuevo trabajo liderado por la Universidad del Rosario (Colombia) indica que el cacaotero tiene una antigüedad de 10 millones de años,  por lo que la planta ha tenido tiempo suficiente para diversificarse genéticamente. América del Sur es el refugio de poblaciones silvestres que pueden ser el futuro de la industria chocolatera.
“Después de diez millones de años de evolución no sería extraño encontrarnos con una gran biodiversidad en las especies, algunas de las cuales podrían tener nuevos sabores, o ser resistentes a enfermedades. Estas variedades pueden contribuir a mejorar la industria del chocolate”, afirma James Richardson, investigador del Real Jardín Botánico de Edimburgo (Reino Unido) y autor principal del estudio.
La historia evolutiva, importante para la economía
Los autores del trabajo, publicado en la revista de acceso abierto Frontiers in Ecology and Evolution,  indican que el comienzo de la evolución del cacaotero se remonta a una época en la que los Andes no estaban totalmente elevados, lo que explica por qué la planta está presente a ambos lados de la cordillera montañosa. Señalan además que ya tienen previsto regresar a América del Sur para tomar muestras de todas las especies relacionadas con el cacao, e investigar las características de sus poblaciones nativas.
La evolución del árbol del cacao se remonta a una época en la que los Andes no estaban totalmente elevados
“Los estudios sobre la historia evolutiva de cultivos económicamente importantes, como este, son vitales para el desarrollo de las industrias agrícolas, y demuestran la importancia de la conservación de la biodiversidad para contribuir al desarrollo sostenible”, sostiene Richardson.
“Al comprender los procesos de diversificación del chocolate y sus parientes, podemos contribuir al desarrollo de la industria y demostrar que estamos en la Edad de chocolate”,  concluye  Santiago Madriñán, investigador de la Universidad de los Andes en Bogotá (Colombia) y coautor del trabajo. 
Referencia bibliográfica:
James E. Richardson et al. “The age of chocolate: a diversification history of Theobroma and Malvaceae”.Frontiers in Ecology and Evolution (10 de noviembre de 2015) DOI: 10.3389/fevo.2015.00120
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