Bitnavegantes

Descubren nueva partícula subatómica

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Fri, 26 Feb 2016 20:50:00 +0000

Referencia: Phys.org , 26 de febrero 2016
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El descubrimiento fue realizado por un equipo de científicos, entre ellos el profesor Iain Bertram en Lancaster, involucrado en la colaboración internacional DZero del Fermilab, un laboratorio del gobierno de Estados Unidos especializado en física de partículas de alta energía.

El profesor Bertram dijo: "Es emocionante descubrir una nueva e inusual partícula que nos ayude a comprender la interacción fuerte, una de las cuatro interacciones fundamentales conocidas de la física."

DZero es uno de los dos experimentos en el colisionador Tevatron del Fermilab. Aunque el Tevatron fue retirado en 2011, se continúan analizando los experimentos de miles de millones de eventos grabados de sus colisiones.

La observación tetraquark fue una sorpresa cuando los científicos de DZero observaron por primera vez, en julio de 2015, la nueva partícula, llamada X(5568), denominada así por sus megaelectronvoltios de masa-5568.

El profesor Bertram trabajó en el análisis, desarrollando el modelo utilizado para simular el X(5568).

Los quarks son partículas elementales puntuales que normalmente vienen en paquetes de dos o tres, los paquetes más conocidos son el protón y el neutrón (cada uno está compuesto de tres quarks).

Hay seis tipos o "sabores" de quark para elegir: arriba, abajo, extraño, encanto, cima y fondo [up, down, strange, charm, top, bottom]. Cada uno de ellos tiene también su contraparte de antimateria.

Mientras que todos los demás tetraquarks observados contienen al menos dos del mismo sabor, el X(5568) tiene cuatro sabores diferentes - arriba, abajo, extraño e fondo.

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- Publicación: "Observation of a new Bs0π± state" paper FERMILAB-PUB-16-038-E. arXiv:1602.07588 [hep-ex]
- Fuente: Lancaster University.
- Imagen: Una nueva partícula elemental, el último miembro que se añade a las especies exóticas conocidas como tetraquarks.

Hasta siempre, Bitnavegantes

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Mon, 15 Feb 2016 12:06:00 +0000

Hoy es un día especial, hoy digo adiós a una labor a la que me he dedicado desde finales de 2007 hasta la fecha. En sus inicios se llamaba Navegando por la Red, y a mitad de 2008 el nombre definitivo se quedó en Bitnavegantes.

La situación ha cambiado desde entonces. La idea de iniciar un blog para divulgar tanto las ciencias naturales como sociales, haciendo traducciones de los distintos servidores de noticias, respondía a la idea de poner a disposición de la gente en general, e interesados en particular, las últimas noticias sobre estas temáticas en lengua española. Ya sea porque el manejo del inglés era insuficiente o, incluso para los que lo manejan, siempre es mucho más familiar leerlo en su idioma materno.

Como decía, la situación ha cambiado ostensiblemente, dado que son muchos los que mínimamente ya se manejan con el inglés y, también hay que decirlo, las tecnologías de traducción online están al alcance de cualquiera, aunque sigan siendo bastante imperfectas, pero ayudan a cualquier persona que desconozca el idioma a 'enterarse' de lo principal de un artículo.

Sin duda, los artículos que he traducido, con el tiempo, se han ido perfilando y haciéndose más selectivos, además de ir en unas orientaciones determinadas; rasgo éste ineludiblemente humano. Conforme pasaba el tiempo, he reflexionado en lo equivocado de esa actitud supuestamente acrítica y neutral con la que el sector de la divulgación se pretende vestir.

En este recorrido he cometido muchos errores, es el momento de pedir disculpas a los ofendidos por la razón que sea. Por ejemplo, al principio pensaba que mi labor consistía en publicarlo todo, incluso cosas con las que no estaba muy de acuerdo, y sé que eso ha molestado a algunos 'puristas'. También he tenido grandes satisfacciones. He recibido comunicaciones de personas que siguiendo mi blog se han vuelto a interesar por los estudios que dejaron y a otros les ha animado a comenzarlos. Con eso me basta por saber que he cumplido una valiosa labor.

En estos años se ha ido produciendo una verdadera eclosión de la divulgación en distintas áreas específicas y en ciencias en general, que unido a la anteriores razones de avance en las tecnologías de traducción, creo que hacen innecesario mantener la vigencia del blog Bitnavegantes.

Por supuesto, no voy a cerrarlo, cualquiera podrá seguir visitándolo y obtener allí la información que desee. Incluso, si así lo veo pertinente, podré ocasionalmente publicar algún que otro artículo porque según mi criterio lo pueda considerar valioso.

Mi actividad en las redes seguirá vigente, en Twitter, Facebook y Google Plus, donde aparte de mis notas reflexivas también compartiré algún que otro artículo de ciencia y actualidad.

A todos, muchas gracias por sus visitas y seguimiento.

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por Pedro Donaire

El Museo de Arte de Doña Pakyta y el Movimiento Indaliano de Almería

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Sun, 14 Feb 2016 18:38:00 +0000

Hoy he vuelto a visitar El Museo de Arte de Doña Pakyta, aquí, en pleno centro de Almería, una magnífica exposición que ofrece una panorámica del arte contemporáneo almeriense desde 1880 a 1970.

Museo de Arte de Doña Pakyta, en un lateral doña Francisca Díaz Torres. Ayuntamiento de Almería.

Antonio Bedmar Iribarne "El Oso" (1894). Tema éste de temática costumbrista. Discípulo de Andrea Guilani, Bedmar se incorporó como profesor de Dbujo a la Escuela de Artes almeriense en 1891.

En la década de 1980, doña Francisca Díaz Torres –popularmente conocida como doña Paquita–, empresaria turística, filántropa y ecologista convencida, decidió donar su casa al Ayuntamiento de Almería, para que tras su fallecimiento se transformase en centro cultural y espacio expositivo permanente. Un chalet de singular estética norteña, construido en 1928 por el arquitecto Guillermo Langle por encargo de don Antonio González Egea, conocido entre los almerienses como la ‘Casa Vasca’.

José Díaz Molina "Retrato de Nicolás Salmerón" (1909). Formado en el Instituo de Segunda Enseñanza y la Academia de Dibujo de Almería. Díaz Molina fue discípulo en Roma de Vicente Palmaroli. De regreso a España consiguió menciones especiales en Exposiciones nacionales de Bellas Artes. Este es el retrato de Nicolás Salmerón, encargado por el Ayuntamiento de Almería tras la muerte del político y filósofo, nacido en Alhama de Almería.

La visita por la producción pictórica almeriense se recorre desde los modelos estéticos academicistas del siglo XIX y primera mitad del siglo XX hasta el surgimiento del llamado Movimiento Indaliano, cuyos artistas iniciales mas representativos son Perceval, Capuleto, Rueda, López Díaz, Alcaraz, Cañadas y Cantón Checa. También se refleja la obra artistas almerienses que destacaron fuera de su tierra, relacionados con las vanguardias, como son Ginés Parra y Federico Castellón.

Jesús de Perceval "El poeta almeriense Villaespesa" (1947). Perceval fue un polifacético artista (pintor, escultor, diseñador, imaginero, orfebre, fotógrafo..) y controvertido e inquieto intelectual. Fue el verdadero motor intelectual y aglutinador del Movimiento Indaliano.
Formado inicialmente en la Escuela de Bellas Artes de Almería. A pesar de sus numerosos éxitos artísticos fuera de nuestra provincia, Perceval siempre estuvo vinculado a Almería.

En sus siete salas se expone una colección de más de setenta obras de pintores y escultores almerienses. Una oportunidad para conocer y disfrutar de una parte de la historia del arte de tierra de Almería y su privilegiado entorno.

Jesús de Perceval "La Alcazaba vista desde atrás" (1965)

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Carmen Pinteño "Pareja en el puerto" (1970). Formada en la Escuela de Artes de Almería, donde fue alumna de Luis Cañadas, se incorporó a la Tertulia indaliana y conoció el Movimiento Indaliano de la mano de Celia Viñas, aunque expuso en varias ocasiones junto a ellos siempre se ha mantenido independiente. Pinteño ha concedido a lo largo de toda su carrera gran importancia a la figura humana, destacándola con rotundidad escultórica; en sus cuadros refleja su mundo cotidiano, los paisajes, personajes y la realidad de su entorno.

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Miguel Martínez Gómez "La Chanca" (1983). Vinculado al Movimiento Indaliano desde 1950, Miguel Martínez cursó estudios en la Escuela de Artes de Almería. Ha trabajado tanto la figura como el paisaje, aunque es en este último donde a destacado especialmente, creando paisajes luminosos de acusados contrastes. El barrio de La Chanca, como la expuesta, y las vistas del desierto de Tabernas serán su temática más recurrente.

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Luis Cañadas Fernández "Viejos Sentados en un banco" (1973). Colección de Arte del Ayuntamiento de Almería.

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por Pedro Donaire

¿Es la gravedad el motor del comportamiento estelar?

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Sat, 13 Feb 2016 17:07:00 +0000

Referencia: ThunderBolts.info .
“Galactic Speedway”
por Stephen Smith, 11 de febrero 2016,
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Los modelos astronómicos modernos de la evolución cósmica se basan en los efectos cinéticos del gas frío colapsando por las fuerzas gravitacionales. Las nubes de gas y polvo, mil veces menos densas que una nube de humo, se dice que son comprimidas en una región de alta densidad y que entonces atrae aún más material al centro de la zona. Con el tiempo, las moléculas dentro de la nube se ven apretadas con tanta fuerza que producen reacciones de fusión nuclear.

Concepción artística de una "estrella en
hiper-velocidad" al ser expulsada de una
galaxia. Crédito: ESA/Hubble, NASA.

Según estas opiniones consensuadas, las estrellas muy masivas viven rápido y mueren jóvenes. Ellos "funden" su hidrógeno y helio en elementos más pesados que, a su vez, se funden en elementos aún más pesados. En su senectud, las emisiones de radiación de este tipo de estrellas llega a ser tan intensa que la gravedad ya no puede confinar sus energías y "soplan" enormes cantidades de material estelar en una explosión de supernova. En algunos casos, pierden masa hasta un millón de veces más rápido que nuestro propio Sol.

Sin embargo, todo este proceso es altamente especulativo.

Según un reciente comunicado de prensa, Eugene Magnier, utilizando el telescopio Keck II de 10 metros y el Pan-STARRS1 de Hawai, descubrieron una estrella llamada US 708 que viajaba aproximadamente a 4,5 millones de kilómetros por hora. Eso sugiere que la velocidad de la estrella podría escapar de la influencia gravitacional de la Vía Láctea. ¿Por qué la estrella se está moviendo tan rápido? Los astrónomos creen que la explosión de una supernova proporcionó el impulso para dicha aceleración.

El problema con la determinación de la velocidad a esa distancia (62.000 años luz) no es el tema de este artículo; sin embargo, en un Universo Eléctrico, el corrimiento al rojo (desplazamiento Doppler de la frecuencia de la luz debido a la velocidad) no es un indicador fiable de la velocidad ni de la distancia.

En uno de los anteriores artículos del día ya se apunta que las estrellas no son una simple bola de gas caliente gravitacionalmente comprimida, sino que se componen de plasma. El plasma es ionizado, lo que significa que se eliminan uno o más electrones de los átomos, por lo que se carga eléctricamente. El plasma no se comporta como un gas a presión, sino que se comporta de acuerdo con los principios de la física del plasma. El plasma puede acelerarse y controlarse mediante campos electromagnéticos.

El plasma no es una "sustancia", per se, sino un fenómeno emergente; no puede ser analizado en términos de sus partes componentes, el plasma surge en respuesta a complicadas interacciones. Las propiedades como filamentación, la atracción de largo alcance y la repulsión de corto alcance, el trenzado, sus velocidades características, la formación y descomposición de plasmoides y la identidad de propiedades a diferentes escalas, son todos ellas aspectos del fenómeno del plasma.

Según se ha explicado anteriormente, los experimentos de laboratorio confirman que la electricidad fluye a través de las regiones formadas de plasma, separadas por delgadas paredes de carga opuesta llamadas capas dobles. Esta es la "separación de cargas" que tan a menudo se menciona en estas páginas. ¿Podría ser esta separación de carga la base para explicar esas explosiones eléctricas conocidas como supernovas?

La teoría del Universo Eléctrico está de acuerdo con la astrofísica convencional en que una supernova puede ser descrita como una "estrella en explosión". Sin embargo, la explosión se debe a la ruptura de las capas dobles y no de los procesos de fusión. Las estrellas se alimentan de corrientes externas de carga eléctrica que fluyen a través de enormes circuitos en el espacio. En lugar del "rebote del núcleo" o la "acreción de enana blanca", las supernovas son el resultado de un "interruptor" estelar, donde la energía electromagnética almacenada en el circuito de repente se centra en un punto. Cuando estalla la capa doble de una estrella, la energía electromagnética almacenada de una vasta órbita galáctica fluye hacia dentro de la explosión.

Wal Thornhill escribe sobre el Universo Eléctrico: "El modelo convencional de implosión seguido de explosión tiene muchos defectos ... Una estrella también tiene energía electromagnética almacenada en su anillo de corriente ecuatorial. La materia es expulsada por las descargas ecuatorial entre el anillo de corriente y la estrella ... si la energía almacenada alcanza un valor crítico puede ser liberada en forma de un flujo bipolar o de expulsión de la materia, a lo largo del eje de rotación.”

Puesto que las estrellas pueden ser considerados como centros de inmensas energías de las galaxias en las que viven, su actividad no puede residir en si poseen una cierta masa. En su lugar, son objetos accionados externamente: son cuerpos formados de forma electromagnética, donde los gigantescos filamentos de plasma han comprimido la materia en lo que se llama "z-pinch". Los campos eléctricos están justo en la raíz de las supernovas.

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-- Imagen : Concepción artística de una "estrella en hiper-velocidad" al ser expulsada de una galaxia. Crédito: ESA/Hubble, NASA.

La evolución humana es más un intrincado delta que un árbol ramificado

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Thu, 11 Feb 2016 11:12:00 +0000

Referencia: AEON.co .
“Human evolution is more a muddy delta than a branching tree”
por John Hawks, 8 de febrero 2016
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Hasta hace poco, los antropólogos sacaban el árbol genealógico humano de la misma manera que mi hijo de 10 años de edad resuelve un laberinto. Encuentra mucho más fácil trabajar desde el final hasta el principio, porque hacerlo desde el principio conduce a callejones sin salida con monotonía deprimente. Tan sólo de esta manera, una vez que los científicos trazaron nuestro propio linaje desde el presente hacia el pasado, se van moviendo hacia atrás a través de una maraña de parentelas fósiles, cada uno posado sobre su propia rama especial hacia la extinción.

The Lena River Delta in Siberia/LandSat NASA

Este enfoque produjo la imagen, ahora omnipresente, del árbol genealógico humano, con el Homo sapiens, y su única familia de homínidos, sentado solo, aparentemente inevitable, en la parte superior. Es una poderosa metáfora, salvo que resulte estar profundamente equivocada. Donde una vez veíamos cada una de las rama de forma aislada, las pruebas de ADN revelan ahora una red de conexiones. A partir de un origen africano, hace más de 1,8 millones de años, los ancestros humanos fluyeron en diferentes poblaciones, siguiendo caminos separados durante cientos de miles de años, y aún así se unieron para mezclar sus genes.

La recuperación del ADN antiguo de antiguos homínidos, en primer lugar por el grupo de investigación de Svante Pääbo del Instituto Max Planck en Leipzig, y más tarde por otros, empezó a dar pistas de poblaciones desconocidas. Los Neandertales proporcionan una prueba de principio, que muestra la recuperación de pruebas de todo el genoma a partir de fragmentos pequeños.

El primer genoma de alta cobertura proporcionó una gran sorpresa: un pequeño trozo de hueso de un dedo en la Cueva Denisova, al sur de Siberia, nos mostró una población desconocida (ahora llamadosl 'Denisovanos') que eran muy diferentes de la gente que vivieron desde los neandertales. Ellos representan alrededor del 5 por ciento de los ancestros de los aborígenes australianos, y una pequeña fracción de más de mil millones de personas en toda Asia y el Nuevo Mundo.

Una vez que los genetistas sabían qué buscar, comenzaron a documentar más estos linajes de los restos dispersos de sus genes en las gentes de ahora, incluso sin el ADN de antiguos huesos. Los genetistas comenzaron a llamarlas ‘poblaciones fantasma', y rápidamente se puso de manifiesto que muchos africanos, también llevaban un legado de las poblaciones desconocidas.

Incluso los genomas antiguos tenían fantasmas dentro de ellos. El genoma Denisovan llevaba las huellas de esta antigua mezcla, no sólo de los neandertales, sino de otro grupo aún más divergente, algunos especulan que podría haber sido del Homo erectus. Por todas partes los genetistas ven poblaciones muy diferentes de las personas que ahora viven, mezclados entre sí en pequeñas fracciones. No es ningún árbol evolutivo. Nuestra historia evolutiva es como una corriente entrelazada.

¿Cómo pudo la ciencia haber pasado esto por alto?

Los antropólogos pasaron 100 años en busca de signos de rasgos neandertales en la gente posterior, estudiando en los viejos huesos esos pequeños detalles. Había señales débiles, especialmente en los primeros europeos que vivieron hace más de 25.000 años, justo después de los neandertales, pero en realidad la anatomía ósea es un mal reflejo de la mezcla poblacional, incluso entre las personas que viven. Muchos trabajaron para poner a prueba la hipótesis de que los esqueletos fósiles tenían una pequeña fracción de ascendencia neandertal, pero estos esfuerzos han bloqueado el campo de debate.

En la década de 1970, los genetistas se dieron cuenta de que los seres humanos han sido sorprendentemente endogámicos dada una especie tan expandida por todo el mundo. Otros grandes simios (chimpancés, gorilas y orangutanes) tienen muchas más variaciones, tantas que los primatólogos de hoy reconocen dos especies de orangutanes, y hasta cuatro especies de chimpancés y gorilas. Estos simios tienen historias profundas, con poblaciones separadas por cientos de miles de años. Por el contrario, los seres humanos de todo el mundo se ven como refugiados de una sola pequeña parte de África. Algunos científicos se han preguntado si alguna erupción volcánica masiva pudo habernos diezmado.

Pero una secuenciación más profunda de los genes y unas más amplias muestras de personas cambiaron la imagen. Nuestra población no se originó en una catástrofe. Cuando los neandertales, denisovanos y los linajes fantasmas, tanto dentro como fuera de África, caminaban por la Tierra, sus poblaciones eran bastante endogámicas, pero colectivamente fueron diversas, más que gorilas o chimpancés y más que los humanos de hoy en día. A través de los últimos 200.000 años, estas corrientes separadas fueron engullidas por el incremento de una rama africana de la humanidad. Los humanos se extendieron por el mundo como el amplio delta de un río, portando distintas y ligeras fracciones de estas corrientes antiguas.

Todavía no sabemos lo que desencadenó el éxito de estos antiguos africanos. Pero podemos ver algunas formas en las que se beneficiaron de la mezcla con las poblaciones distantes. A medida que se iban mezclando, recogían las primeras e innovadoras soluciones biológicas de las poblaciones distantes y probándolas sobre la marcha. Ya vimos que los genes Neanderthal o Denisovano contribuyen a la inmunidad, al metabolismo y la expresión de proteínas del pelo y la piel. Un gen derivado de los denisovanos ayudó a la gente a adaptarse al entorno bajo en oxígeno de la meseta tibetana.

Apenas el mes pasado, dos nuevos estudios encontraron evidencias de más genes neandertales y denisovanos activos en el sistema inmunológico humano. ¿Qué le debemos de nuestras alergias a los hombres de las cavernas, según algunos titulares de la prensa han afirmado? Probablemente no. Pero la vida fuera de los trópicos supone singulares desafíos, incluyendo un déficit de producción de la vitamina D, ahora se sabe que afecta fuertemente a la inmunidad. Cuando los africanos se encontraron con estas poblaciones, los nuevos trucos inmunes podrían haber sido valiosos, concretamente aquellos frente a los parásitos locales. Un talento para adaptarse rápidamente a los nuevos agentes patógenos y parásitos podrían incluso explicar el crecimiento inicial de nuestros antepasados dentro de África, donde habrían encontrado una diversidad de patógenos más alta que en cualquier otro lugar en tiempos arcaicos humanos.

La trenzada corriente de la evolución humana coincide con lo que estamos viendo en otros mamíferos. A medida que los genetistas han muestreado más y más poblaciones de animales salvajes, se van encontrando con lo que se conoce en nuestras plantas y animales domesticadas desde hace mucho tiempo: la hibridación y la introgresión de genes entre especies y poblaciones distantes es algo universal en el mundo natural.

Los coyotes del este, ahora forman un espectro de poblaciones con una alta parte de lobo y ascendencia de perro doméstico. Los ánades reales europeos, introducidos por los cazadores en Nueva Zelanda, hibridaron rápidamente con los patos marrones indígenas, y ahora se cruzan abiertamente entre ellos. Desde hace mucho la gente cruza al cebú de la India con el ganado taurino, creando razas áridas tolerantes que ahora se extienden a través de la mayor parte de África. Lo que más ha cambiado es nuestra capacidad de ver esas pequeñas fracciones de mezcla a través de todo el genoma. Sólo en los últimos años, los científicos han demostrado que los osos pardos, del sur y América del Norte, portaban genes de los osos polares, un legado de la antigua mezcla de población. Los homínidos no son excepcionales; nuestra mezcla es la forma en que los mamíferos evolucionan extendiéndose.

Si esto es cierto, deberíamos realmente llamar a estas poblaciones diferentes "especies"? Después de todo, la mayoría de nosotros aprendimos que las especies se definen por su capacidad de cruzarse. Para las antiguas poblaciones conocidas, precisamente, por ser humanos, parece equivocado un término que lleve a la gente a asumir que no podían cruzarse.

Pero los antropólogos están empezando a hacer frente a esta cuestión de cómo definimos las especies de antiguo ADN. Ante la evidencia de una profunda historia genética con neandertales, denisovanos y poblaciones fantasma en África, los biólogos conservacionistas no dudarían en clasificarlos como especie, tal y como se reconocen ahora varias especies de gorilas. Antes de que podamos resolver esto, puede ser que necesitemos descubrir más acerca de la anatomía y el comportamiento de estos pueblos antiguos y las consecuencias de sus diferencias genéticas e históricas.

Lo que más me inspira sobre esta entrelazada corriente de nuestros orígenes es lo que implica sobre futuros descubrimientos. El rastreo de linajes fantasma ya nos sitúa en un pasado de 400.000 años en el registro actual de ADN antiguo de homínidos. A través de los 7 millones de años o más de evolución de los homínidos, que debieron haber sido decenas de poblaciones de larga duración, a veces mezcladas y que pudieron compartir las demás adaptaciones. Igual que en el caso de los homínidos denisovanos, podríamos incluso tener pequeños rastros fósiles de estos antiguos grupos que aún no podemos reconocer. Muchos más están ahí fuera, esperando a los antropólogos para desenterrarlos.

Seguimos buscando.

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-Imagen: The Lena River Delta in Siberia/LandSat NASA
- Imagen: Homínidos mezclados. flickr.com / Jaroslav A. Polák
- Imagen: Evolución humana. Wikipedia.
-Autor: John Hawks es profesor de antropología en la Universidad de Wisconsin-Madison.

La física que sucede dentro de tu cuerpo

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Tue, 09 Feb 2016 12:26:00 +0000

Referencia: Eurek Alert.org, 8 de febrero 2016
"Physics: It's happening inside your body right now"
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La física puede desempeñar un papel más importante de lo que se piensa para ayudar a controlar procesos corporales clave, como la forma en que el cuerpo combate la infección.

Modelo de sistema de vasos sanguíneos, crédito, Rob Felt, Georgia Tech.

Usando un modelo de sistema de vasos sanguíneos construido sobre un microchip de polímero, los investigadores han demostrado que la suavidad relativa de los glóbulos blancos determina si se mantienen en un estado latente a lo largo de las paredes del vaso o entran en la circulación sanguínea para luchar contra la infección. Los cambios en estas propiedades mecánicas de estas células --de rígidas a blandas-- pueden activarse como un efecto secundario de los fármacos comúnmente utilizados para combatir la inflamación o aumentar la presión arterial.

Otros investigadores han descubierto que el flujo sanguíneo afecta a las células que recubren las arterias, y que las partículas dentro de las células tienden a congregarse cerca de paredes celulares. Una mejor comprensión del papel de la física en el de ajuste de tales procesos biológicos podrían dar a los investigadores nuevos enfoques para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades.

Este trabajo, pensamos que es el primero en mostrar cómo se pueden controlar los efectos biofísicos allá donde se encuentran los glóbulos blancos dentro de la circulación de la sangre,y publicado en el journal Proceedings of the National Academy of Sciences. La investigación fue apoyada por el Instituto Nacional del Corazón, Pulmón y la Sangre perteneciente a los Institutos Nacionales de Salud (NIH), la National Science Foundation (NSF), y la Asociación Americana del Corazón.

"Hemos demostrado que los glóbulos blancos de la sangre, también conocidos como leucocitos, responden físicamente a estos fármacos y que no es una consecuencia biológica a esa respuesta", dijo Wilbur Lam, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Biomédica en Georgia Tech y la Universidad de Emory. "Esto puede sugerir nuevas formas de tratar una enfermedad, y nuevos lugares donde buscar información para el diagnóstico. Puede haber biomarcadores físicos de la enfermedad que podemos utilizar, además de los marcadores biológicos y bioquímicos comunes que hemos estado utilizando."

El grupo de investigación de Lam comenzó a estudiar el tema para comprender mejor un efecto secundario común de los fármacos glucocorticoides, como la hidrocortisona, usada para tratar trastornos inflamatorios como el asma y reacciones alérgicas. Estos medicamentos hormonales suponen un aumento de la cantidad de glóbulos blancos, un cambio que se había atribuido los procesos biológicos, incluyendo una reducción de "pegajosidad" entre las células y las paredes de los vasos sanguíneos. Dicho aumento de glóbulos blancos también se ha observado con fármacos que soportan la presión arterial, como la epinefrina, también conocida como adrenalina.

"La explicación biológica para este fenómeno parecía quedarse corta, por lo que se pensó que tal vez podría atribuirse a otros factores, como los problemas físicos y mecánicos", indicó Lam, que también es médico en el centro Aflac Cancer and Blood Disorders de Salud del Departamento de Pediatría de la Facultad de Medicina de la Universidad de Emory.

Para examinar esta teoría, la graduada Meredith Fay y el investigador postdoctoral David Myers, construyeron sistemas modelo de vasos sanguíneos que incluye vasos sanguíneos artificiales con diámetros tan estrechos como los capilares más pequeños del cuerpo. Para aislar los efectos atribuibles únicamente a la física, estos sistemas --los cuales fueron fabricados en el Instituto de electrónica y nanotecnología de Georgia Tech para-- no incluían las células endoteliales que normalmente revisten los vasos sanguíneos del cuerpo.

Al usar las muestras de sangre tomadas de un voluntario humano sano, estudiaron el comportamiento de los glóbulos blancos de la sangre en presencia y ausencia de la dexametasona, un fármaco glucocorticoide y epinefrina. Trabajando con Todd Sulchek, profesor de Ingeniería Mecánica de Georgia Tech, que utiliza la microscopía de fuerza atómica para caracterizar la rigidez de los glóbulos individuales de la sangre, antes y después de que hayan estado expuestos a los fármacos, y pudieron determinar que los fármacos hacen que las células se vuelvan significativamente más blandas que antes de su exposición.

"Cuando etiquetamos con fluorescencia los glóbulos blancos y los teñimos dentro de los vasos artificiales, los glóbulos blancos siempre estaban fluyendo a lo largo del borde de las paredes de estos vasos sanguíneos artificiales", explicaba Lam. "Pero cuando se expusieron al fármaco, se iban al centro del canal y entraban en el flujo sanguíneo principal. Luego, descubrimos que los fármacos causan que la remodelación de la actina de las células, las cuales constituyen el "esqueleto" de todas las células de los mamíferos."

La hipótesis general del grupo es que el cuerpo utiliza las propiedades mecánicas de estas células para ayudar a controlar su actividad y dónde se localizan dentro de la circulación. La relativa blandura o rigidez de las células, que chocan constantemente con miles de millones de otras células en el torrente sanguíneo, incluyendo las células rojas y blancas de la sangre, hace que dichas células se auto organicen y eso determina dónde terminan físicamente dentro del modelo de vasos de la sangre y en el cuerpo humano.

"Las células blandas siempre están fluyendo por el medio de la corriente sanguínea, mientras que las más rígidas son secuestradas en los bordes", continuó Lam. "Creemos que esta es la forma de circular de los glóbulos blancos sanguíneos por el cuerpo y de llegar así al lugar de una infección. Esta puede ser la forma en que el cuerpo ordena y dirige los leucocitos para llegar a donde se necesitan de manera muy eficiente."

Como siguiente paso, Lam espera estudiar cómo las propiedades físicas afectan al movimiento de las células madre hematopoyéticas, utilizadas en los trasplantes de médula ósea. Una vez inyectadas por vía intravenosa en el cuerpo, las células se circulan rápidamente hacia los sitios de la médula ósea al que pertenecen, y creemos que las propiedades mecánicas pueden estar desempeñando un papel en este proceso referencial.

"Cada vez que hay un cambio en alguna actividad celular o actividad fisiológica, tendemos a tratar de explicarlo en un plano genético, lo activa o desactiva los genes", dijo. "La expresión génica es un proceso relativamente complejo, y nuestra hipótesis es que, probablemente, hay una gran cantidad de procesos celulares que son mucho más simples y eficientes que el paradigma típico de la expresión del ADN, la traducción del ARN, y luego la producción de proteínas. Un pequeño arreglo en la actina de un glóbulo blanco sanguíneo permitirá su cambio de rígido a blando, y este pequeño cambio, en sí mismo, puede tener profundas consecuencias fisiológicas, como el ser transportado de una parte a otra del cuerpo."

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-Instituto de Tecnología de Georgia.
-Imagen: Modelo de sistema de vasos sanguíneos, crédito, Rob Felt, Georgia Tech.
- Publicación: Meredith E. Fay, et al., "Cellular softening mediates leukocyte demargination and trafficking, thereby increasing clinical blood counts," (PNAS 2016).

Fósiles: extraordinarios peces de boca grande del período cretáceo

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Tue, 09 Feb 2016 10:01:00 +0000

Referencia: Eurek Alert.org , 8 de febrero 2016
"Fossil discovery: Extraordinary 'big-mouthed' fish from Cretaceous Period"
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Un equipo internacional de científicos ha descubierto dos nuevas especies de peces fósiles que se alimentaban de plancton, del género llamado Rhinconichthys, en los océanos del período Cretácico, hace aproximadamente 92 millones de años, cuando los dinosaurios vagaban por este planeta.

Descubiertos dos especies peces fósiles que se alimentaban de plancton, del género llamado Rhinconichthys, que vivió hace 92 millones de años en los océanos del período cretáceo. Crédito Robert Nicholls.

Uno de los autores del estudio, Kenshu Shimada, un paleontólogo de la Universidad DePaul, dijo que los Rhinconichthys son excepcionalmente raros, conocidos anteriormente como una sola especie. Pero un nuevo cráneo en América del Norte, descubierto en Colorado junto con el nuevo examen de otro cráneo en Japón ha triplicado el número de especies en este género, cuyo ámbito geográfico se ve ampliado en gran medida. De acuerdo con Shimada, estas especies han sido nombradas R. purgatoirensis y R. uyenoi, respectivamente.

"Yo estaba en un equipo que da nombre a Rhinconichthys en 2010, que se basaba en una sola especie de Inglaterra, sin saber entonces que el género era tan diverso y distribuido a nivel mundial", dijo Shimada.

El nuevo estudio, "de los peces óseos Rhinconichthys, altamente especializados en alimentos en suspensión (Actinopterygii: Pachycormiformes) del Cretácico medio de Estados Unidos, Inglaterra y Japón”, aparecerá en el próximo número de la revista científica internacional Cretaceous Research.

El equipo de investigación incluye a científicos de las carreras del gobierno, museo, del sector privado y de la universidad. Incluyen Bruce A. Schumacher del Servicio Forestal de los Estados sacia que descubrió el nuevo ejemplar. También incluye investigadores, Jeff Liston del Museo Nacional de Escocia y Anthony de Malta desde el Centro de Recursos de dinosaurio de las Montañas Rocosas.

Rhinconichthys pertenece a un grupo de peces óseos extintos llamado pachycormids, que contiene al mayor pez óseo que jamás haya vivido. El nuevo estudio se centra específicamente en las formas tan difíciles de alcanzar de este grupo de peces.

Se estima que podían alcanzar más de 2 metros y se alimentaban de plancton. Tenían una especialización muy inusual para los peces óseos. De acuerdo con Shimada, un par de huesos, llamados hyomandibulae, formaban una enorme palanca con forma de remo que proyectaban y balanceaban las mandíbulas abiertas de tamaño extra ancho, como un paracaídas, a fin de acaparar en su boca más aguas ricas en plancton, similar a la forma en que muchos tiburones abren su boca.

Una dieta planctívora, también llamada de alimentación en suspensión, es conocida entre algunos vertebrados acuáticos especializados de hoy, incluyendo a la ballena azul, la manta raya y el tiburón ballena. El nombre Rhinconichthys significa pescado como el tiburón ballena, Rhincodon. La alimentación en suspensión en la era de los dinosaurios es una nueva área de investigación emergente.

"Sobre la base de nuestro nuevo estudio, ahora tenemos tres especies diferentes de Rhinconichthys en tres regiones diferentes del mundo, cada uno representado por un solo cráneo", señaló Shimada. "Esto indica lo poco que aún sabemos acerca de la biodiversidad de los organismos de la historia de la Tierra. Es realmente alucinante."

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-Fuente: Universidad DePaul.
- Imagen: Descubiertos dos especies peces fósiles que se alimentaban de plancton, del género llamado Rhinconichthys, que vivió hace 92 millones de años en los océanos del período cretáceo. Crédito Robert Nicholls.

El poder que no tuvo en cuenta Montesquieu

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Mon, 08 Feb 2016 11:59:00 +0000

El poder que no tuvo en cuenta Montesquieu - - The power that disregarded Montesquieu

Montesquieu propuso que el poder gobernante tuviese los contrapesos de otros poderes para contrarrestar la posibilidad de un dominio despótico.

Su propuesta fue dividirlo en tres poderes, ejecutivo, legislativo y judicial.

Sin embargo, dicha propuesta está incompleta, existe un poder que no está contemplado en la ecuación: los ciudadanos.

La única forma que los ciudadanos tengan un peso específico como poder de contrapeso frente a los demás poderes es el derecho a una Renta Básica Universal (RBU).

La RBU funcionaría como el freno fundamental a la especulación política y al agrandamiento del Estado. Por la sencilla razón que unos poderes acaparadores gastarían más de la cuenta y harían inviable el derecho a la RBU.

De ahí la razón de que la RBU sea reconocida como derecho fundamental de los ciudadanos.

Montesquieu proposed that the ruling power had counterweights other powers to counter the possibility of despotic rule.

His proposal was divided into three powers, legislative, executive and judicial.

However, his proposal is incomplete, there is a power that is not included in the equation: citizens.

The only way that citizens have a specific weight as a counterweight power against the other powers is the right to a Universal Basic Income (RBU).

The RBU would work as the main brake on the political speculation and the enlarged state. For the simple reason that if some hoarders powers spend more than necessary it would make unviable the right to RBU.

Hence the reason that the RBU is recognized as a fundamental right of citizens.

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por Pedro Donaire
--Imagen: El general Rafael Riego –cuyo pronunciamiento de 1920 provocó la instauración del régimen liberal– fue ahorcado, y posteriormente su cadáver sería decapitado en la Plaza de la Cebada de Madrid. En toda Europa se produjo un movimiento de solidaridad entre los liberales.
http://espanafascinante.com/historias/la-expedicion-de-los-coloraos-de-almeria/
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Contextualismo funcional

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Sun, 07 Feb 2016 22:12:00 +0000

Referencia: en.Wikipedia.org .
“Functional contextualism”
(Propuesta de traducción al español de la entrada en la Wikipedia inglesa)
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El contextualismo funcional es una moderna filosofía de la ciencia enraizada en el pragmatismo filosófico y el contextualismo. Se ve desarrollada de forma más activa en las ciencias del comportamiento, en general, y en el campo de análisis de la conducta en particular. El contextualismo funcional sirve de base para la teoría del lenguaje conocida como teoría de los marcos relacionales [1] y su aplicación más destacada, la terapia de aceptación y el compromiso. [2] Se puede considerar como una extensión o interpretación contextualista del conductismo radical de B. F. Skinner, y hace hincapié en la importancia de predecir e influir en los acontecimientos psicológicos (incluyendo los pensamientos, sentimientos y comportamientos), centrándose en las variables manipulables en su contexto.

Contextualismo

El contextualismo funcional surge de la perspectiva del contextualismo descrita por el filósofo Stephen C. Pepper, en su libro “World Hypotheses: A Study in Evidence” (Hipótesis Global:. Un estudio de la evidencia). [3] En este trabajo, Pepper observó que los sistemas filosóficos tienden a agruparse en torno a unas cuantas "hipótesis globales" o "visiones del mundo". Cada visión del mundo se caracteriza por una distintiva y subyacente metáfora raíz y un criterio de verdad. Las metáforas raíz están basadas en un aparentemente bien entendido sentido común, objetos e ideas cotidianas, y sirven como analogía básica por la cual un analista intenta comprender el mundo. La metáfora raíz de una visión del mundo se corresponde aproximadamente con sus supuestos ontológicos, o puntos de vista sobre la naturaleza del ser o la existencia (por ejemplo, si el universo es determinista o no). Los criterios de verdad están inextricablemente vinculados a sus metáforas raíz, y proporcionan los fundamentos que permiten evaluar la validez de los análisis. El criterio de verdad de una visión del mundo se corresponde aproximadamente con sus supuestos epistemológicos, o puntos de vista sobre la naturaleza del conocimiento y de verdad (por ejemplo, si se ha descubierto o construido).

La metáfora raíz del contextualismo es un "acto de contexto", mediante el cual, cualquier evento se interpreta como un acto continuo e inseparable de su contexto actual e histórico. El criterio de verdad del contextualismo es a menudo denominado "trabajo exitoso", por el que la verdad y el significado de una idea reside en su función o utilidad, no en lo bien que se haya dicho que refleja la realidad. En el contextualismo, se dice que un análisis es verdadero o válido en la medida que conduce a una acción efectiva o al logro de algún objetivo. Contextualismo es el término de Pepper para el pragmatismo filosófico desarrollado por Charles Sanders Peirce, William James, John Dewey, y otros.

Variedades de contextualismo

Los objetivos analíticos son de vital importancia para una visión del mundo contextualista. Esto se debe a que las herramientas de análisis del contextualismo —su metáfora raíz y su criterio de verdad—, dependen de la finalidad del análisis, y no se pueden aplicar de manera efectiva sin una meta analítica claramente especificada. El criterio de verdad pragmática de "trabajo exitoso" deja de tener sentido en un análisis sin un objetivo explícito, porque el "éxito" sólo puede medirse en relación con el logro de algún objetivo. [4]

Del mismo modo, la metáfora raíz del "actuar de contexto" pierde su sentido en un análisis sin un objetivo explícito, ya que no habría ninguna base sobre la cual restringir el análisis a un subconjunto de la extensión infinita del contexto histórico y ambiental del acto . [5] Sin una meta clara analítica, el contextualista podría analizar un contexto sin fin en un acto a perpetuidad, sin lograr saber cuándo el análisis se ha completado o cuándo es lo suficientemente bueno como para ser considerado "verdadero" o "útil". Es muy difícil para un contextualista, que no tenga un objetivo explícito, poder construir o compartir conocimientos.

Los contextualistas pueden, y de hecho lo hacen, adoptar diferentes objetivos analíticos, y las muy distintas variedades de contextualismo pueden distinguirse por sus objetivos [6]. Sobre la base de sus objetivos analíticos generales, las teorías contextualistas se pueden dividir en dos categorías generales: "contextualismo descriptivo" y "contextualismo funcional".

Contextualismo descriptivo

Los contextualistas descriptivos buscan comprender la complejidad y la riqueza de todo un evento a través de la apreciación personal y estética de los participantes y sus características. Este enfoque revela una fuerte adhesión a la metáfora raíz del contextualismo y se puede comparar a la empresa de la historia, en la que las historias del pasado van siendo construidas intentando comprender los acontecimientos enteros. El conocimiento construido por el contextualista descriptivo es personal, efímero, específico y espacio-temporalmente restringido. [7] Como en una narrativa histórica, este conocimiento refleja una comprensión personal profunda de un evento en particular que se ha producido (o que se está produciendo) a un tiempo y lugar determinado. La mayoría de las formas de contextualismo, incluyendo el construccionismo social, la dramaturgia, la hermenéutica y los enfoques narrativos, son instancias del contextualismo descriptivo.

Contextualismo funcional

Los contextualistas funcionales, por otra parte, buscan el poder predecir e influir en los eventos usando conceptos y reglas empíricas. Este enfoque revela una fuerte adhesión al criterio de la verdad extremadamente práctico del contextualismo, y es posible compararlo a la empresa de la ciencia o la ingeniería, donde se utilizan las reglas y principios generales para predecir e influir en los acontecimientos. Las reglas y teorías que no contribuyen a la consecución de sus objetivos prácticos son ignorados o rechazados. El conocimiento construido por el contextualista funcional es general, abstracto y espaciotemporalmente sin restricciones. [8] Como un principio científico, donde el conocimiento es probable que pueda ser aplicable a todos (o muchos) eventos similares, sin importar tiempo ni lugar.

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--Imagen: funcionando sobre la marcha. imagen anónima.
-- Referencias:
1. Hayes, S.C.; Barnes-Holmes, D. & Roche, B. (Eds.). (2001). Relational Frame Theory: A Post-Skinnerian account of human language and cognition. New York: Plenum Press.
2. Hayes, S.C.; Strosahl, K. & Wilson, K.G. (1999). Acceptance and Commitment Therapy: An experiential approach to behavior change. New York: Guilford Press.
3. Pepper, S.C. (1942). World hypotheses: A study in evidence. Berkeley, CA: University of California Press.
4. Dewey, J. (1953). Essays in experimental logic. New York: Dover (Original work published 1916)
5. Gifford, E.V. & Hayes, S.C. (1999). Functional contextualism: A pragmatic philosophy for behavioral science. In W. O'Donohue & R. Kitchener (Eds.), Handbook of behaviorism (pp. 285–327). San Diego: Academic Press.
6. Hayes, S.C. (1993). Analytic goals and the varieties of scientific contextualism. In S.C. Hayes, L.J. Hayes, H.W. Reese & T.R. Sarbin (Eds.), Varieties of scientific contextualism (pp. 11–27). Reno, NV: Context Press.
7. Morris, E.K. (1993). Contextualism, historiography, and the history of behavior analysis. In S.C. Hayes, L.J. Hayes, H.W. Reese & T.R. Sarbin (Eds.), Varieties of scientific contextualism (pp. 137-165). Reno, NV: Context Press.
8. Fox, E. J. (2006). Constructing a pragmatic science of learning and instruction with functional contextualism. Educational Technology Research & Development, 54 (1), 5-36.
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Los secretos de la flexibilidad de la elastina

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Sun, 07 Feb 2016 10:25:00 +0000

Referencia: eScience.news.com, 6 de febrero 2016
“Uncovering secrets of elastin's flexibility during assembly”
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La elastina es una pieza fundamental de nuestro cuerpo, su flexibilidad permite que la piel se estire y retuerza y los vasos sanguíneos se expandan y relajen con cada latido del corazón, que los pulmones se hinchen y contraigan con cada respiración. Pero cómo estos tejidos a base de proteínas alcanzan esta flexibilidad ha sido una cuestión sin resolver, hasta ahora. Este material tiene una notable combinación de flexibilidad y durabilidad: la elastina es una de la mayores componentes de proteínas de larga duración del cuerpo, con un tiempo medio de supervivencia comparable a la esperanza de vida humana.

Esta imagen muestra los tubos de elastina como sustitutos de arterias, crédito: Universidad de Sydney

Durante la vida de una persona, la elastina de un vaso sanguíneo, por ejemplo, habrá pasado por un estimado de dos mil millones de ciclos de pulsación.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Sydney, el MIT y de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, han llevado a cabo un análisis que revela los detalles de una estructura jerárquica de moléculas con forma de tijeras que da a la elastina sus notables propiedades.

Los resultados se publican hoy en el journal Science Advances, en un artículo de la Universidad de Sydney, por la investigadora asociada postdoctoral Dr. Giselle Yeo y el profesor Anthony Weiss, de la Facultad de Ciencias y el Centro Charles Perkins, y cuenta entre sus coautores a la graduada del MIT Anna Tarakanova y al profesor de Ingeniería Civil y Ambiental, Markus Buehler.

Los tejidos de elastina se componen de moléculas de una proteína llamada tropoelastina, que se unen entre sí en una estructura con forma de cadena, y que el profesor Weiss y su equipo han estado estudiando en el laboratorio durante muchos años. En este trabajo, colaboraron con el profesor Buehler y la Sra Tarakanova del MIT, que se han especializado en la determinación de la estructura molecular de los materiales biológicos a través de un modelado muy detallado a escala atómica. La combinación de los métodos de cálculo y de laboratorio han proporcionado conocimientos que ninguno de estos métodos podría haber obtenido de forma aislada, afirman los miembros del equipo.

Si bien el estudio de la elastina se ha estado llevando a cabo durante mucho tiempo, el profesor Weiss insiste que este esstudio en particular fue emocionante por varios motivos: debido a la formación de imágenes de sincrotrón realizada por los miembros del equipo Clair Baldock, en la Universidad de Manchester, la investigación reveló la forma y estructura de las moléculas básicas de la tropoelastina. Sin embargo, éstas imágenes eran instantáneas fijas, que no podía iluminar la compleja dinámica del material que forma las grandes estructuras que se pueden estirarse y rebotar.

Esos efectos dinámicos han podido ser revelados a través de la combinación de modelado por ordenador y el trabajo de laboratorio. "Únicamente mediante la combinación de fuerzas de estos tres grupos" que los detalles han podido unirse, dijo el profesor Weiss.

Tarakanova explicó que en el laboratorio del profesor Buehler, "usamos modelos para estudiar los materiales en diferentes escalas de longitud, y también de la elastina, que es muy útil, ya que podemos estudiar los detalles a una escala sub-molecular y reconstruirlo a una escala de un solo molécula". Mediante el examen de la relación de la estructura a través de estas diferentes escalas, dijo, "podíamos predecir la dinámica de la molécula".

La dinámica resultó ser compleja y sorprendente, comentó el profesor Weiss. "Lo que hace la molécula es casi como una danza, junto al toque de tijeras, como una bailarina bailando". Los apéndices de tijeras de una molécula natural queden fijados al estrecho extremo de otra molécula, como una bailarina montando de una parte sobresaliente a la siguiente. Este proceso continúa, construyendo largas estructuras en forma de cadena.

Y estas largas cadenas se entrelazan para producir los tejidos flexibles de los que dependen nuestras vidas, incluyendo la piel, los pulmones y los vasos sanguíneos. Estas estructuras "se unen muy rápidamente", apuntaba el profesor Weiss, y esta nueva investigación "nos ayuda a comprender este proceso de ensamblaje".

Una clave del rompecabezas era el movimiento de la propia molécula, que el equipo descubrió que estaba controlado por una estructura de las regiones locales clave y por la forma global de la proteína.

El equipo testeó la forma en que se produce esta flexibilidad por modificación genética de la proteína, y comparó las características de las versiones modificadas y las naturales. Revivió un segmento corto del gen de la elastina que estaba en estado latente de humanos, lo cual cambia parte de la configuración de la proteína. Encontraron que, a pesar de que los cambios fueron menores y solo afectaban a una parte de la estructura, los resultados fueron espectaculares. La versión modificada tenía una región rígida que alteraba los movimientos de la molécula.

Esto ayudó a confirmar que ciertas partes específicas de la molécula, entre ellas una con una estructura helicoidal, eran esenciales para contribuir a la flexibilidad natural del material. Este hallazgo, en sí mismo, podría ser útil desde el punto de vista médico, señala el equipo, ya que puede explicar por qué los vasos sanguíneos se debilitan en las personas con ciertas condiciones de enfermedad, tal vez como resultado de una mutación en ese gen.

Entre tanto las conclusiones se refieren a una proteína en particular y a los tejidos que forma, el equipo dijo que dicha investigación también permite comprender una variedad de otros tejidos biológicos flexibles y cómo funcionan.

"La integración de experimento y modelización en la identificación de cómo la estructura molecular dota a los materiales con una durabilidad y elasticidad excepcional y el estudio de cómo estos materiales fallan en condiciones extremas, nos reporta importantes conocimientos para el diseño de nuevos materiales que sustituyen a los de nuestro cuerpo, o para materiales que podemos utilizar en aplicaciones de ingeniería en la que los materiales durables son críticos", dijo el profesor de Buehler.

"Estamos realmente entusiasmados con las nuevas oportunidades que surgen de esta colaboración y el potencial para un trabajo futuro, ya que el diseño de materiales que duren muchas décadas, sin descomponerse, es un gran reto de ingeniería que la naturaleza ha conseguido hacer muy bien, y que nosotros esperamos imitar "

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Fuente: Universidad de Sydney.

La plasticidad cerebral se divide en redes funcionales

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Fri, 05 Feb 2016 12:57:00 +0000

Referencia: Science Daily.com , 4 de febrero 2016
“Scientists find brain plasticity assorted into functional networks”
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Experiencias idénticas cambian las células del cerebro de manera diferente. Los científicos habían pensado que la mayoría de las sinapsis eran de un tipo y ubicación similar y que en el cerebro se comportaban de una manera similar respecto a la experiencia que induce la plasticidad. Sin embargo, en este trabajo, encontraron grandes diferencias en la respuesta de plasticidad, incluso en cómo las sinapsis vecinas respondían a experiencias de actividad idénticas.

El cerebro todavía tiene mucho que aprender sobre sí mismo. Los científicos del Instituto de Investigación de Tecnología Carilion de Virginia, han hecho un hallazgo clave de notables diferencias sobre cómo las células del cerebro pueden cambiar a través de la experiencia. Sus resultados fueron publicados esta semana en PLoS ONE.

"Las neuronas pueden someterse a cambios a largo plazo en función de la experiencia, ya sean de aprendizaje, emocionales u de otra actividad", dijo Michael Friedlander, director ejecutivo del Virginia Tech Carilion Research Institute. Friedlander es coautor del estudio a su estudiante postdoctoral, Ignacio Saez. "Los neurólogos han centrado gran parte de su atención en la comprensión de la plasticidad neuronal de las conexiones entre las células nerviosas, la llamada sinapsis."

La sinapsis son una serie de conexiones especializadas entre las neuronas, funciona mediante la traducción de una señal eléctrica de una neurona a una señal química, a fin de modificar la neurona receptora. La señal química desencadena una señal eléctrica en la neurona receptora, y así el proceso continúa.

Dicha sinapsis pueden ser más fuerte o más débil al cambiar la eficiencia del proceso de la comunicación química, en respuesta a episodios repetidos de coactivación de las dos neuronas interconectadas. Este proceso, denominado plasticidad sináptica, puede causar cambios que persisten más allá del período de coactivación desde unos pocos minutos a toda la vida.

La experiencia externa puede ser internalizada como una reorganización física del proceso de la comunicación sináptica del cerebro. Esto no es sólo importante durante el desarrollo del cerebro, sino también a lo largo de la vida, con experiencias de aprendizaje capaces de modificar continuamente circuitos sinápticos del cerebro.

"Hasta hace poco, los científicos habían pensado que la mayoría de las sinapsis de tipo y ubicación similar en el cerebro se comportaban de forma parecida respecto a la experiencia que induce la plasticidad", señalaba Friedlander. "En nuestro trabajo, sin embargo, encontramos grandes diferencias en la respuesta de la plasticidad, incluso entre las sinapsis vecinas en respuesta a las experiencias de idéntica actividad."

Friedlander y Sáez informó que las neuronas cuyas sinapsis excitatoria están en cierto estado de plasticidad, basada en experiencias anteriores, se agrupaban para converger en neuronas individuales específicas de desarrollo cerebral.

"Las neuronas individuales cuyas sinapsis son más propensas a fortalecerse en respuesta a una cierta experiencia también son más propensas a conectarse a ciertas neuronas asociadas, en tanto que aquellas que tienden a debilitarse se conectan a otras neuronas asociadas", apuntó Friedlander. "Las neuronas cuyas sinapsis no cambia en absoluto en respuesta a esa misma experiencia también son más propensas a conectarse con otras neuronas asociadas, formando una red más estable, pero no plástica."

Los investigadores observaron este sistema de parejas de plasticidad sináptica en un roedor modelo, usando una parte aislada de la corteza cerebral responsable del proceso de la visión. Registraron la actividad eléctrica de las neuronas individuales después que se agruparan por activación las neuronas vecinas. Se compararon los registros de la actividad eléctrica obtenida como respuesta a la activación de tan sólo una única neurona vecina. La sinapsis fue ensayada repitiendo el proceso de activación, para imitar el aprendizaje.

Cuando los científicos aplicaron un agente farmacológico a las neuronas que bloqueaban la inhibición sináptica, vieron que la formación suscitó la plasticidad más drástica y variada en las sinapsis excitatorias. Las respuestas de plasticidad de los diferentes grupos de sinapsis por una neurona dada eran más similares cuando se bloqueó la inhibición, las cuales agrupan de manera efectiva las neuronas de un tipo entre sí, por sus respuestas de aprendizaje.

"Si bien conocíamos hace años que las neuronas de tipos similares tienden a una rica interconexión, esta es la primera demostración de que tales procesos variables se aplican a la plasticidad sináptica", concluyó Friedlander. "Este resultado tiene implicaciones para la mejora de los paradigmas de aprendizaje, así como para una mejor comprensión de las propiedades dinámicas de las redes neuronales a gran escala en el cerebro vivo."

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--Fuente: Virginia Tech vía Eurek Alert.org .
--Publicación: Ignacio Saez, Michael J. Friedlander. Role of GABAA-Mediated Inhibition and Functional Assortment of Synapses onto Individual Layer 4 Neurons in Regulating Plasticity Expression in Visual Cortex. PLOS ONE, 2016; 11 (2): e0147642 DOI: 10.1371/journal.pone.0147642 .
--Imagen: Las dendritas nacen como prolongaciones numerosas y ramificadas desde el cuerpo celular. crédito: http://escuela.med.puc.cl/
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La agricultura ecológica es clave para la alimentación mundial sostenible

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Thu, 04 Feb 2016 09:57:00 +0000

Referencia: Eurek Alert.org, 3 de febrero 2016
"Organic agriculture key to feeding the world sustainably"
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Una investigación de la Universidad del Estado de Washington han llegado a la conclusión de que la alimentación para una cada vez mayor población mundial es posible hacerlo con los objetivos de sostenibilidad en mente. Estudio analiza 40 años de la ciencia en 4 áreas de sostenibilidad. Su revisión de cientos de estudios publicados proporciona evidencias de que la agricultura ecológica puede producir rendimientos suficientes, ser rentable para los agricultores, proteger y mejorar el medio ambiente y más segura para los trabajadores agrícolas.

Una evaluación de la agricultura ecológica en relación con la agricultura convencional ilustra que los sistemas ecológicos equilibran mejor las cuatro áreas de sostenibilidad. Crédito: Reganold y Wachter, WSU.

El estudio de revisión, "Agricultura Ecológica en el siglo XXI", se presenta como tema de portada del journal Nature Plants cuyo autor, John Reganold, WSU es profesor de Agroecología. Es el primer estudio de este tipo que analiza 40 años de ciencia comparando la agricultura orgánica y convencional a través de cuatro objetivos de sostenibilidad identificados por la Academia Nacional de Ciencias: Productividad, Economía, Medio ambiente, y Bienestar de la comunidad.

"Cientos de estudios científicos muestran ahora que la agricultura orgánica (ecológica) debe desempeñar un papel en la alimentación del mundo", afirmó Reganold, autor principal del estudio. "Hace treinta años, había sólo unos pocos estudios que comparaban la agricultura orgánica con la convencional. En los últimos 15 años, este tipo de estudios se han disparado."

La producción ecológica actualmente representa sólo el uno por ciento de la tierra agrícola mundial, a pesar de su rápido crecimiento en las últimas dos décadas.

Los críticos han sostenido durante mucho tiempo que la agricultura orgánica es ineficiente, lo que requiere más tierra para producir la misma cantidad de comida. El artículo de revisión describe los casos en que los rendimientos orgánicos pueden ser más altos que los métodos de cultivo convencionales.

"En condiciones de severa sequía, algo que se espera aumente con el cambio climático, las granjas ecológicas tienen el potencial de producir altos rendimientos, dada su mayor capacidad de retención de agua en los suelos cultivados orgánicamente", explicó Reganold.

Incluso cuando los rendimientos pueden ser más bajos, la agricultura ecológica es más rentable para los agricultores, ya que los consumidores están dispuestos a pagar más. Los precios más altos pueden justificarse como una forma de compensar a los agricultores por la prestación de servicios de los ecosistemas y así evitar daños al medio ambiente o costes externos.

Numerosos estudios en la revisión también demuestran los beneficios ambientales de la producción ecológica. En general, las granjas orgánicas tienden a almacenar más carbono en el suelo, tienen mejor calidad del suelo y reducen la erosión del suelo. La agricultura ecológica también crea menos contaminación del suelo y del agua y de emisiones de gases de efecto invernadero. También es más eficiente energéticamente, ya que no se basa en fertilizantes sintéticos ni pesticidas. Asimismo, se asocia con una mayor biodiversidad de plantas, animales, insectos y microbios, así como con la diversidad genética. La biodiversidad aumenta los servicios que ofrece la naturaleza, como la polinización, y mejora la capacidad de los sistemas agrícolas para adaptarse a las condiciones cambiantes.

Reganold dijo que alimentar al mundo no es sólo una cuestión de rendimiento, sino que requiere el examen de los residuos y la distribución de alimentos.

"Si nos fijamos en la producción de calorías per cápita, estamos produciendo comida más que suficiente para 7 mil millones de personas, pero desperdiciamos del 30 al 40% de ella", señaló Reganold. "Así pues, no se trata de la cuestión de producir lo suficiente, sino que basándonos en la agricultura ecológica asegurarnos que los alimentos lleguen a quienes más lo necesitan."

Reganold y Wachter sugieren que solo hay un tipo de cultivo que puede alimentar al mundo. Más bien, lo que se necesita es un equilibrio de los sistemas", una mezcla de sistemas ecológicos y otras formas agrícolas innovadoras, incluyendo la agroforestal, la agricultura integrada, la agricultura de conservación, cultivos mixtos con ganado y sistemas aún por descubrir."

Reganold y Wachter recomiendan cambios en las políticas para hacer frente a las barreras que dificultan la expansión de la agricultura ecológica. Tales obstáculos incluyen los costes de transición a la certificación ecológica, carencias de acceso a los mercados, y la falta de una infraestructura adecuada para el almacenamiento y transporte de alimentos. Son necesarias, a su vez, herramientas legales y financieras que fomenten la adopción de prácticas innovadoras para una agricultura sostenible.

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- Fuente: Washington State University .
- Publicación: Reganold, John P. and Jonathan M. Wachter. Organic agriculture in the twenty-first century. Nature Plants. Vol. 2 (2016) DOI: 10.1038/NPLANTS.2015.221 .
- Imagen: agricultura convencional vs ecologica. Una evaluación de la agricultura ecológica en relación con la agricultura convencional ilustra que los sistemas ecológicos equilibran mejor las cuatro áreas de sostenibilidad. Crédito: Reganold y Wachter, WSU.
- Documentos de la FAO "¿Qué es la agricultura orgánica?"

La estructura en red más pequeña del mundo

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Wed, 03 Feb 2016 22:06:00 +0000

Referencia: Phys.org , 3 de febrero 2016
“Smallest lattice structure worldwide”
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Una red 3D con puntales y tiradores de carbón vítreo de menos de 200 nanómetros de diámetro con una fortaleza específica mayor que la mayoría de los sólidos.

La red más pequeña del mundo es visible sólo bajo el microscopio. Los puntales y tiradores son de 0,2 micras (µm) de diámetro. El tamaño total de la red es de aproximadamente 10 µm. Crédito: J. Bauer / KIT

Los científicos KIT han presentado la estructura en red más pequeña elaborada por el hombre en el journal Nature Materials. Sus puntales y tiradores están hechos de carbono vítreo con menos de 1 µm de largo y 200 nm. de diámetro. Son los metamateriales comparablemente más pequeños por un factor de 5. Tan pequeña dimensión da lugar a proporciones hasta ahora no alcanzados entre fuerza y densidad. Hacen posible aplicaciones como electrodos, filtros o componentes ópticos.

"Los materiales de construcción ligera, como los huesos y la madera, se encuentran por todas partes en la naturaleza", explica el Dr. Jens Bauer del Karlsruhe Institute of Technology (KIT), primer autor del estudio. "Tienen una alta capacidad de carga y un peso pequeño, por tanto, sirven como modelos para metamateriales mecánicos para aplicaciones técnicas."

Los metamateriales son materiales con estructuras previstas a escala micrométrica, fabricados específicamente para poseer propiedades mecánicas u ópticas que no pueden ser alcanzados por los sólidos no estructurados. Ejemplos de ello son las capas de invisibilidad que guían la luz, el sonido o calor alrededor de los objetos, son materiales que, contraintuitivamente, reaccionan a la presión y la fuerza (materiales augéticas) o nanomateriales ligeros de alta estabilidad específica (fuerza por unidad de superficie y densidad).

La estructura reticular estable más pequeña fue producida gracias a la tecnología de litografía láser 3D ya existente. La deseada estructura a escala micrométrica se endurece en una resina fotosensible por rayos láser y controlada por ordenador. Sin embargo, la resolución de este proceso está limitada a unas cinco a diez µm de longitud y una de diámetro. En una etapa posterior, la estructura se encogió y vitrificó por pirólisis. Esto representa la primera vez que la pirólisis se ha utilizado para la fabricación de redes microestructuradas. El objeto se expone a temperaturas de unos 900 °C en un horno de vacío. Esto hace que los enlaces químicos se reorienten a sí mismos. Excepto el carbono, todos los elementos oponen resistencia. El carbono desordenado se mantiene en la estructura reticular encogido en forma de carbón vítreo. Las estructuras resultantes fueron testeadas para una estabilidad bajo presión.

"De acuerdo a estos resultados, la capacidad de carga de la red está muy cerca del límite teórico y muy por encima de la de carbón vítreo no estructurado. El diamante es el único sólido que tiene una estabilidad específica más alta", decía el profesor Oliver Kraft, coautor del estudio. Hasta finales del año pasado, Kraft dirigió el Institute for Applied Materials de KIT. Este año, se hizo cargo del vicerrectorado de Investigación en KIT .

Los materiales microestructurados se utilizan a menudo para el aislamiento o la absorción de choque. Estos materiales de poros abiertos se pueden usar como filtros en la industria química. Los metamateriales también tienen propiedades ópticas extraordinarias que se aplican en las telecomunicaciones. El carbón vítreo es un material de alta tecnología hecho de carbono puro. Combina las propiedades vítreas y cerámicas con propiedades de grafito, y resulta de interés para su uso en electrodos de baterías o sistemas de electrólisis.

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-Publicación: J. Bauer et al. Approaching theoretical strength in glassy carbon nanolattices, Nature Materials (2016). DOI: 10.1038/nmat4561 .
-Fuente: Karlsruhe Institute of Technology.

Hallada una nueva y enorme fuente de fertilización de los mares

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Wed, 03 Feb 2016 11:22:00 +0000

Referencia: News.Discovery.com .
por Larry O'Hanlon, 2 de febrero 2016
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Los científicos que estudian el deshielo de los glaciares de Groenlandia han descubierto una cantidad mucho más grande de un nutriente clave de los océanos a punto de inundar el Ártico, el Atlántico y el Pacífico.

Sedimentos ricos del agua de deshielo procedente del glaciar Leverett, al suroeste de Groenlandia, representado en junio de 2012. Jon Hawkings

Se estima que unas 400.000 toneladas métricas de fósforo por año se están vertiendo ahora desde la capa de hielo de Groenlandia. Eso es equivalente a la cantidad de los nutrientes liberados por el Amazonas o el río Mississippi, según un nuevo estudio publicado en línea por el journal Global Ciclos biogeoquímicos.

Si esto es correcto, ocuparía aproximadamente el séptimo lugar entre las fuentes de ese nutriente esencial que se añade al presupuesto fósforo del Océano Ártico, donde poder acelerar a los productores primarios, como el fitoplancton, que forman la base de la cadena alimenticia. Desde el Ártico, esa dosis extra de fertilizantes, y sus efectos en el ecosistema ártico, podrían llegar fácilmente a los océanos Atlántico y Pacífico norte.

La clave para descubrir esta gran cantidad de fósforo fue observar el drenaje del agua de deshielo en la base de un gran glaciar, uno que es similar a los glaciares gigantes de más al norte de Groenlandia.

"En trabajos previos se habían centrado en sistemas glaciares más pequeños ", dijo Jon Hawkings del Bristol Glaciology Centre de la Universidad de Bristol, en el Reino Unido. Hawkings es el autor principal del artículo. Los glaciares más pequeños no habían mostrado tan grandes cantidades de fósforo en el agua de deshielo.

Hawkings y su equipo instalaron un campamento base en los 600 km2 del glaciar Leverett y se pasaron allí tres meses monitoreando y recolectando muestras de sus aguas de deshielo. Cuando analizaron las muestras de nuevo en su laboratorio descubrieron que las concentraciones de fósforo disuelto eran similares a las de los ríos del Ártico.

Pero eso sólo era la forma disuelta del elemento. Cuando también representaron las partículas de roca de tierra polvorienta, también ricas en fósforo, hallaron que el total de las concentraciones de fósforo se elevó hasta 10 veces más que las aguas de los ríos árticos más ricos.

La fuente de todo este fósforo está en los minerales de las rocas que se muelen en la base por el mismo peso del glaciar, explicó Hawkings. "Los glaciares muelen la roca como nadie". El agua del deshielo viaja desde la superficie del glaciar a través de túneles en el hielo hasta la base del glaciar, donde se deposita, llevando consigo la carga de fósforo.

Este trabajo de investigación de William Lyons, de la Universidad Estatal de Ohio, que trabaja principalmente en los glaciares de la Antártida, aún deja alguna gran pregunta sin respuesta. Decía Hawkings: ¿Cuánto de esta poderosa carga de fertilizante está saliendo a mar abierto? A pesar de las cantidades de drenaje del glaciar Leverett, es posible que gran parte de ello, en concreto las partículas, podría desembocar cerca de la costa y en los fiordos de Groenlandia. Ahí es donde aún queda trabajo por hacer, dijo.

La pregunta podría ser aún más importante conforme el clima se va calentando y derritiendo más la capa de hielo de Groenlandia. "Con más fusión que habría más nutrientes", afirmó Lyons.

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-Imagen: Sedimentos ricos del agua de deshielo procedente del glaciar Leverett, al suroeste de Groenlandia, representado en junio de 2012. Jon Hawkings
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Usando la edición genética para reparar una mutación que causa la ceguera

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Mon, 01 Feb 2016 10:17:00 +0000

Referencia: Science Alert.com .
por Peter Dockrill, 29 de enero 2016
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Científicos de EEUU han utilizado la edición de genes para reparar una mutación genética en las células que causan la retinitis pigmentosa, una de las principales causas de ceguera en jóvenes de todo el mundo.

Los investigadores emplearon la técnica de CRISPR para reparar las células afectadas, esto representa la primera vez que los científicos han reemplazado un gen defectuoso, asociado a una enfermedad sensorial, en las células madre derivadas de los propios tejidos de un paciente.

El estudio, publicado en Scientific Reports, detalla cómo los investigadores tomaron una muestra de piel de un paciente con retinitis pigmentosa. Esta condición hereditaria hace que se degrade la retina y puede conducir a la ceguera total en tan sólo una década.

A partir de la muestra de piel, los investigadores crearon células madre en el laboratorio, para ser utilizadas como base para la edición de genes. La técnica CRISPR permite a los científicos poder cortar y reemplazar los componentes individuales de ADN de un organismo, reescribiendo de manera efectiva el código genético.

En este caso, los investigadores tomaron las células madre derivadas del paciente --que todavía albergan la mutación que causa la retinitis pigmentosa--, y utilizar CRISPR para reparar el gen defectuoso.

El CRISPR aún no está aprobado para su uso en seres humanos, pero los avances realizados aquí muestran lo que dicha edición de genes podría ser capaz de hacer por los pacientes en el futuro.

Según los investigadores, si las células madre reparadas se transforman en células retinianas saludables, podrían ser trasplantadas al paciente sin la mutación genética, las células sanas serían entonces capaces de restaurar la pérdida de visión.

"Nuestra perspectiva procura desarrollar un enfoque personalizado para tratar la enfermedad de los ojos", explicó el oftalmólogo Stephen Tsang, del Centro Médico de la Universidad de Columbia (CUMC). "Todavía tenemos mucho camino por recorrer, pero creemos que el primer uso terapéutico de CRISPR será tratar una enfermedad de los ojos. Aquí hemos demostrado que los pasos iniciales son factibles."

A diferencia de los trasplantes de órganos tradicionales, los investigadores creen que el cuerpo de un paciente aceptaría fácilmente células con genes editados sin riesgo de rechazo por el sistema inmune, ya que las células reparadas se derivan de los propios tejidos del paciente. Esto también significaría que los potentes fármacos que se utilizan para suprimir el rechazo de órganos probablemente dejen de ser necesarios.

Los investigadores dicen que la ciencia óptica sería el primer candidato para el uso clínico de la técnica CRISPR. En comparación con otras partes del cuerpo, la facilidad de acceso para la cirugía y el seguimiento y procedimiento posterior hace del ojo un buen caso de prueba.

"Las enfermedades de la retina son un modelo perfecto para la terapia de células madre, porque tenemos técnicas quirúrgicas avanzadas para implantar células exactamente donde se necesitan", apuntaba un miembro del equipo, Vinit Mahajan, de la Universidad de Iowa.

Debido a la seguridad y las preocupaciones éticas sobre el uso de la edición de genes en los seres humanos, aún no está claro si conseguirá luz verde la técnica CRISPR para su aplicación en la cura de la ceguera en los próximos años. Pero los científicos involucrados en esta investigación están seguros de que su prueba de concepto muestra un importante potencial que indica que debemos ir por ese camino.

"Aún queda trabajo por hacer", señaló Tsang. "Antes de entrar en los pacientes, queremos asegurarnos de que sólo estamos cambiando esa mutación única en particular y no estamos haciendo otras alteraciones en el genoma."

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-- Imagen: ojo-retina, air009/Shutterstock.com
--Vídeo: "Uso de CRISPR reparar Ceguera causantes defecto genético"
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La práctica hace la perfección

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Sun, 31 Jan 2016 20:23:00 +0000

Referencia: Science Daily.com , 29 de enero 2016
“Practice makes perfect, study confirms”
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En este estudio, los investigadores de la Facultad de Salud escanearon por fMRI a unos bailarines profesionales de ballet para medir los efectos a largo plazo del aprendizaje.El aprendizaje y el rendimiento durante siete semanas llevó a un aumento en la activación de las regiones corticales de los aprendices de danza en comparación con la primera semana inicial, según muestra el estudio. Sin embargo, a las 34 semanas, se redujo la activación en comparación con la semana de siete.

"La práctica hace la perfección" podría ser el cliché, y ahora un nuevo estudio del cerebro de la Universidad de York confirma esta vieja teoría.

"Queríamos estudiar cómo se activa el cerebro con el ensayo a largo plazo de las complejas secuencias motoras del baile", comentaba el profesor Joseph DeSouza, que estudia y apoya a personas con la enfermedad de Parkinson. "El resultado de este estudio ayudará a comprender el aprendizaje motor y el desarrollo de tratamientos eficaces para rehabilitar el cerebro dañado o enfermo."

Para el estudio, se pidió a 11 bailarines (19-50 años de edad) del Ballet Nacional de Canadá, que visualizaran los movimientos de baile de la música, mientras eran explorados por fMRI. Las exploraciones medían el nivel dependiente de sangre-oxígeno (BOLD) contrastados en cuatro momentos a lo largo de 34 semanas, conforme estaban aprendiendo el nuevo baile.

"Nuestro objetivo era conocer el impacto a largo plazo de los cambios corticales que ocurren desde el aprendizaje de una secuencia de motora hasta convertirse en un experto en ello", señalaba la coautora Rachel Bar, que a su vez, fue también bailarina de ballet. "Nuestros resultados también sugieren que la comprensión de las bases neuronales de las tareas motoras complejas, como el aprendizaje de una nueva danza, puede ser un modelo eficaz para estudiar el aprendizaje motor en el mundo real."

Los resultados mostraron que el aprendizaje inicial y el rendimiento, a las siete semanas, llevó a un incremento de activación de las regiones corticales durante la visualización de la danza que estaban aprendiendo, comparado con la primera semana. Sin embargo, a las 34 semanas, se mostró que la activación se reducía en comparación con la semana de siete.

"Hemos hallado que en el proceso de aprendizaje, nuestra función cerebral crea un patrón invertido de aprendizaje 'U', desde un ritmo lento al comienzo, acelerando a un pico en el punto medio, antes de volver a su ritmo original cuando hemos dominado la tarea”, explica DeSouza. "Un ejemplo cotidiano podría ser el aprender a conducir un coche manual, en el que constantemente tiene que pensar en cambiar las marchas hasta que lo dominas y entonces lo haces por instintivamente."

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--Fuente: Universidad de York .
--Publicación: Rachel J. Bar, Joseph F. X. DeSouza. Tracking Plasticity: Effects of Long-Term Rehearsal in Expert Dancers Encoding Music to Movement. PLOS ONE, 2016; 11 (1): e0147731 DOI: 10.1371/journal.pone.0147731 .
--Imagen Universidad de York .

Rocas antiguas de la cordillera Teton delatan colisiones continentales

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Sun, 31 Jan 2016 18:03:00 +0000

Referencia: Science Daily.com , 29 de enero 2016
“Ancient rocks of Tetons formed by continental collisions”
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La tectónica de placas ya estuvo operando en lo que hoy es el oeste de Wyoming, mucho antes de las colisiones que crearon el Himalaya hace 40 millones de años. Los investigadores llegaron a estas conclusiones analizando el antiguo granito expuesto en la cara norte de la cordillera Teton y comparándolo con rocas similares del Himalaya. Las rocas se formaron a partir del magma producido por lo que se conoce como fusión por descompresión, un proceso que normalmente se produce cuando chocan dos placas tectónicas continentales.

El monte Rolling Thunder, cerca del lago Talus, forma parte de la cordillera Teton. La roca anaranjada del primer plano es el gneis de Webb Canyon, un granito formado de la fusión por descompresión hace más de 2.6 mil millones de años. Crédito: Carol Frost

Científicos de la Universidad de Wyoming han encontrado pruebas de colisiones continentales en la cordillera Teton en Wyoming, similares a las del Himalaya, que datan de hace 2,68 mil millones de años. La investigación, fue publicada el 22 de enero en la revista Geochimica et Cosmochimica Acta.

De hecho, los restos de la actividad tectónica en rocas antiguas en la Teton apuntan a una primitiva colisión mundial continente-continente, según la profesora Carol Frost, del departamento de Geología y Geofísica de la Universidad de Washington, autora principal del artículo.

"Mientras que los Himalayas son el principal ejemplo de colisiones continente-continente producida por el movimiento tectónico de la placa actualmente, nuestro trabajo sugiere que la tectónica de placas ya estaba funcionando muy, muy atrás en el pasado geológico", afirmaba Frost.

Entre los co-autores del artículo se incluyen sus compañeros del Departamento de Geología y Geofísica, los profesores Susan Swapp y Ron Frost.

Las rocas analizadas se formaron a partir del magma producido por lo que se conoce como fusión por descompresión, un proceso que normalmente se produce cuando chocan dos placas tectónicas continentales. El drástico engrosamiento de la corteza se extiende bajo las fuerzas gravitacionales, y la fusión resultante de la corteza profunda se eleva más cerca de la superficie.

Mientras que la Teton es una cordillera relativamente joven, formada por un levantamiento a todo lo largo de la Falla Teton hace menos de 9 millones de años, entre las rocas expuestas se encuentran algunas de las más antiguas de América del Norte.

Los científicos encontraron que los mecanismos que forman los granitos de la Teton y la del Himalaya son comparables, pero que existen diferencias significativas entre las rocas de ambas regiones. Esto se debe a las diferencias en la composición de la corteza continental en Wyoming, de hace 2,68 mil millones de años, en comparación con la placas de la corteza observados hoy día. En concreto, la antigua corteza que se derritió en la Teton contenía menos potasio que la más recientemente fundida donde se encuentra la cordillera del Himalaya.

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-- Fuente: Universidad de Wyoming.
-- Publicación: Carol D. Frost, Susan M. Swapp, B. Ronald Frost, Lee Finley-Blasi, D. Braden Fitz-Gerald. Leucogranites of the Teton Range, Wyoming: A record of Archean collisional orogeny. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2015; DOI: 10.1016/j.gca.2015.12.015 .

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La comprensión del habla no es sólo una cuestión de oído

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Fri, 29 Jan 2016 11:29:00 +0000

Referencia: Max-Planck-Gesellschaft.de .
por Dr. Mathias Scharinger, 25 de enero 2016
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Los investigadores descubren cómo el cerebro termina frases. Incluso si sólo escuchamos parte de lo que alguien ha dicho, cuando estamos familiarizados con el contexto nosotros mismos añadimos automáticamente la información que falta. Los investigadores del Instituto Max Planck de estética empírica en Frankfurt y el Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Cerebrales, en Leipzig, han logrado demostrar cómo lo hacemos.

En la comunicación diaria es usual que nos concontremos con declaraciones incompletas. Cuando se trata de sonidos individuales y, en ocasiones con palabras enteras, caemos víctimas de la velocidad de pronunciación o la articulación imprecisa. En el lenguaje poético, las omisiones se utilizan como un recurso estilístico o son el resultado necesario de la utilización de un metro regular o sílabas que riman. En ambos casos, nuestra comprensión del contenido hablado se ve sólo ligeramente afectado o, en la mayoría de los casos, en nada nos afecta.

Los resultados de la investigación lingüística anterior sugieren que, el lenguaje es particularmente resistente a omisiones cuando la información lingüística se puede predecir, tanto en términos de su contenido como de su fonética. El final más probable de la frase, "El pescador estaba en Noruega y atrapó un sal..." es la palabra "salmón". Por consiguiente, debido a su previsibilidad, esta palabra del final de frase fin es adaptable a la omisión de sonidos "m" y "ón".

Mathias Scharinger, neurolingüista del Instituto Max Planck de Empirical Aesthetics en Frankfurt, estaba particularmente interesado en la identificación de las regiones del cerebro que facilitan la comprensión de las palabras incompletas en contextos que permiten tales predicciones. Junto con sus colegas del Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Cerebrales y de las Universidades de Chemnitz y Lübeck, Scharinger hicieron que los sujetos del test escucharan la presentación de unas frases donde la última palabra se podía predecir e incluía un fragmento de palabra con las consonantes finales omitidos (p.ej., "sal..."). Los sujetos del test también escucharon oraciones completas, así como frases en las que no era posible deducir la última palabra por el contexto, por ejemplo: "En ese momento él no pensaba en absoluto en el salmón". Escucharon la presentación, mientras que los sujetos del test yacían en un escáner de resonancia magnética que registraba la actividad neuronal del cerebro.

Los resultados del estudio muestran que una región del cerebro, la circunvolución angular izquierda, responde de manera especial a la presentación de las palabras predecibles incompletas. Esta estructura del lóbulo parietal del cerebro humano apoya la interpretación de oraciones significativas, y se considera una importante sub-área de la red de lenguaje neuronal. El patrón de interacción se caracteriza por el hecho de que su respuesta a las palabras incompletas no difiría de la respuesta para completar palabras, si se incrementaba el contexto que facilitaba la predicción. No obstante, cuando no era posible predecir la última palabra de la oración, la circunvalación angular reaccionaba más fuertemente a las palabras incompletas que a las completas, por lo tanto, presumiblemente registraba la omisión de las consonantes de la palabra "salmón".

Los investigadores, encabezados por Mathias Scharinger, interpretaron este patrón de interacción como prueba de que, primero, la comprensión del lenguaje incompleto se beneficia desde contextos que permiten la predicción y, en segundo lugar, este beneficio se apoya en la circunvolución angular en particular. Por lo tanto, esta región del cerebro parece permitir la integración de los conocimientos previos con la señal sensorial de lenguaje oída y hace una contribución esencial al éxito de la audición. En consecuencia, basándonos en las conclusiones del estudio, se pueden hacer hipótesis interesantes sobre el procesamiento neural de la estéticamente motivada omisión del lenguaje. Se tiene la intención de centrarse en este aspecto para futuras investigaciones que se llevarán a cabo en el Instituto Max Planck de Empirical Aesthetics.

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- Imagen: © MPI for Empirical Aesthetics / M. Scharinger / F. Bernoully
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El cerebro se comunica por diversos canales y frecuencias

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Fri, 29 Jan 2016 07:30:00 +0000

Referencia: Max-Planck-Gesellschaft.de .
"The brain communicates on several channels"
por Pascal Fries, 26 de enero 2016
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El cerebro humano utiliza diversas bandas de frecuencias para el flujo de información entre las áreas más bajas y las más altas.

El cerebro humano se 'activa' en diferentes canales: las células nerviosas se activan en los canales alfa, beta y gamma con diferentes frecuencias. Esto asegura que la información puede ser intercambiada entre diferentes áreas del cerebro, también, en direcciones opuestas, sin que los flujos de información se mezclen. © ESI / G. Michalareas

En el cerebro, la corteza visual procesa la información visual y la pasa desde el área más baja a la más alta del cerebro. Sin embargo, la información también fluye en la dirección opuesta; por ejemplo, al dirigir la atención a los estímulos particulares.

Pero, ¿cómo sabe el cerebro cuál es el camino que debe tomar la información? Los investigadores del Instituto Ernst Strüngmann (ESI) de Neurociencia, en Frankfurt, en cooperación con la Sociedad Max Planck, han demostrado que la corteza visual de los sujetos humanos utiliza diferentes canales de frecuencia en función de la dirección en la que se transporta la información. Sus hallazgos fueron posible gracias a la investigación previa con monos macacos. Ellos podrían ayudar a entender la causa de enfermedades psiquiátricas en las que los dos canales parecen estar mezclados.

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The terms “bottom-up” and “top-down” refer to processes by which the human brain processes information. “In the visual system, bottom-up communication occurs when information enters through the eyes and flows from lower to higher visual areas, i.e. from bottom to top,” explains Pascal Fries from the Ernst Strüngmann Institute for Neuroscience.

As soon as a person observes the environment, sensory input is continuously processed using the bottom-up principle. But how do we know that one piece of information is more important than another? Fries: “The top-down principle helps us to do this. The brain uses previous experiences to organize information in the present context and to make predictions on this basis.” The top-down flow therefore influences the bottom-up flow and steers our attention towards things that are important in the current situation. This can happen automatically, for example due to the sudden appearance of a threatening stimulus, as well as through attention, for example when we are looking for something or following instructions. “Many of our cognitive capabilities can only be explained by invoking this principle,” says Fries.

For the top-down principle to work, the brain requires mechanisms that pass information from higher to lower areas of the brain. The anatomical connections in the top-down direction are known for a long time, but how the information is sent through these connections has remained elusive.

Macaque monkeys helped Fries and his colleagues to get on the right track. First, they examined the bottom-up flow in the brains of those animals and found that it uses a particular frequency band of rhythmic neuronal activity, known as the gamma band, around 60 Hertz. Information flows from bottom to top, when rhythmic oscillatory activity of lower brain areas entrains the rhythm of the next higher area.

Subsequently, the neuroscientists discovered the channel for top-down information flow, namely the so-called alpha and beta frequency rhythms, between 10 and 20 Hertz. Thus, in essence, the hierarchically arranged areas of visual cortex use a separate frequency channel to send information from higher to lower areas.

In their present work, the researchers show that a very similar principle is at work in the human brain. “We knew the rhythms and wanted to look for them in the human brain,” explains Fries. To do this, they used a technique known as magnetoencephalography (MEG). MEG uses sensors outside the head to record the magnetic fields, which result from the electric currents of active nerve cells. The measurements allow conclusions to be drawn about the activity in certain areas of the brain. “In the raw MEG data, signals from several brain areas are mixed and have to be separated as well as possible using advanced mathematical methods,” says Fries.

This is one of the reasons why the investigations into the macaque brain were so important. As macaques have a very similar brain to humans, scientific insights obtained on macaques can often be transferred to humans. It was thanks to the previous work on the animals that the researchers were able to interpret the MEG measurements correctly.

In their experiments, the researchers demonstrate that the human brain also uses different frequency ranges for bottom-up and top-down signalling. Furthermore, the neurophysiologists were able to describe the hierarchical positioning of additional areas, some of which only present in the human brain. A total of 26 areas were investigated in the human brain.

The new findings might help us to better understand the causes of some psychiatric illnesses to one day be able to treat them. In some mental illnesses, the top-down and bottom-up flow seem to get mixed up. There are indications that in individuals with schizophrenia, the top-down flow does not interact with the bottom-up flow in a normal way. “A healthy person can distinguish between sensory inputs and their interpretation produced in higher areas. For example, they can see facial features in a cloud without thinking that the cloud is a face. Schizophrenic patients may think the face is real, potentially taking the top-down interpretation for a bottom-up sensation,” explains Fries.

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- Imagen: El cerebro humano se 'activa' en diferentes canales: las células nerviosas se activan en los canales alfa, beta y gamma con diferentes frecuencias. Esto asegura que la información puede ser intercambiada entre diferentes áreas del cerebro, también, en direcciones opuestas, sin que los flujos de información se mezclen. © ESI / G. Michalareas

El ajedrez no es un deporte, sino un juego. ¿Cuál es la diferencia?

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Thu, 28 Jan 2016 13:23:00 +0000

Referencia: AEON.co .
por David Papineau, 27 de enero 2016
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¿Son deportes el ajedrez y el bridge? El Comité Olímpico Internacional cree que sí, y los considera habitualmente incluidos en los juegos de verano, junto con otros contendientes marginales como el esquí acuático, el juego de la soga y el squash. Ni el ajedrez ni el bridge han logrado aún ganarse su lugar, pero sus órganos rectores son incansables en la búsqueda de ese objetivo.

Dos niños de una escuela de ajedrez, en la fase de Apertura del juego, en Los Molles. Chile (2009). Wikipedia

En mi opinión, sin embargo, el ajedrez y el bridge no deberían tan siquiera ser candidatos, y mucho menos incluidos. Son juegos, no deportes. Los requerimientos son diferentes. Si bien muchas actividades son a la vez juego y deporte, p.ej. tenis y golf, también hay deportes que no son juegos (dicen que el esquí y el surf) y juegos que no son deportes, como la serpiente y escaleras, o el ajedrez y el bridge, para el caso que nos ocupa.

El filósofo Ludwig Wittgenstein afirmó una vez que los juegos eran indefinibles, desafiando a que cualquier pueda producir un conjunto de condiciones necesarias y suficientes para tal concepto. Es una lástima que él no viviera para leer al filósofo canadiense, Bernard Suits, en su libro "The Grasshopper: Games, Life and Utopia" (1978), quien respondía al desafío de Wittgenstein con esta pulcra definición: 'el intento voluntario de superar obstáculos innecesarios'.

La idea de Suits es que todos los juegos especifican un estado objetivo acordado (como llegar a un sitio final en serpientes y escaleras, o conseguir meter la pelota de golf en el hoyo) y luego ponen restricciones arbitrarias a los medios permitidos (tienes que conseguir bajar a las serpientes, no subirlas; o debes impulsar la pelota con tus palos, no transportarla por la calle.

Como en todo juego, esto parece el objetivo. Ahí Suits si sitúa en un terreno menos sólido, sin embargo, argumenta que todos los deportes son juegos. Mientras que hay deportes que sí tienen reglas arbitrarias, como el golf o el tenis, que se ajustan a su definición de juego, Suits tiene problemas para ajustarlos con las actividades libres como el esquí o el surf. Él trata de forzarlos en su definición, centrándose en las reglas que estructuran las versiones competitivas de estos deportes. Sin embargo, ¿qué pasa con el esquí recreativo o el surf? Para la mayoría de gente, estos siguen siendo deportes, incluso sin ningún tipo de reglas que los convierta en juegos.

Poner en las reglas el énfasis de los juegos, tampoco le viene bien cuando se trata de darle valor de deporte. Tal como él lo ve, el punto de deportes, junto con el de los demás juegos, es enfrentar el desafío de los "obstáculos innecesarios", colocados en el camino hacia un destino convenido. Esto resulta poco convincente. Yo diría que, si hay algo que no vale la pena hacerlo, tampoco vale la pena hacerlo, incluso cuando esté lleno de dificultades. Un deporte ha de ser más que la simple superación de obstáculos innecesarios.

El punto real de los deportes es el ejercicio de las capacidades físicas. El orgullo por la superación del propio rendimiento físico es un rasgo profundo de la naturaleza humana. Los humanos perfeccionan sus talentos físicos y se deleitan practicándolos. Yo diría que un deporte es una actividad que facilita la visualización de las habilidades físicas.

Incluso cuando un deporte se configura como un juego, como el tenis, el valor de la actividad reside en la experiencia física, no en la estructura del juego. Un tiro cruzado, de revés, y con efecto, se consideran buenos porque son admirablemente hábiles, no porque uno tenga que superar las reglas arbitrarias del tenis a fin de ganar un punto.

En línea con esto, hay que destacar la cantidad de deportes que han surgido de las actividades físicas cotidianas. Sus adeptos comienzan a desarrollar sus talentos para el remo, o el tiro con arco, esgrima, montar a caballo salvaje, pesca manual de siluros, guía directiva de perro pastor, remolque inverso de camión, y se espera que se conviertan en deportes organizados. Es natural que alguien que se enorgullece de su capacidad de remar rápido desee comprobar que lo hace más rápido que otros.

Es por esto que el ajedrez y el bridge no pueden considerarse deportes. Se podría argumentar la energía física que se gasta en el movimiento de las piezas o al tocar los naipes, tal vez incluso más energía que en los deportes estáticos como el tiro al blanco. Sin embargo, eso no es en lo que los competidores están tratando de ser buenos. Después de todo, tendría mucho sentido jugar al ajedrez sin brazos o instruir a alguien más sobre cómo jugar al bridge en su nombre. Pero por más que uno arregle para que alguien más pueda apuntar el arma y apretar el gatillo para usted, en realidad uno no está compitiendo en un evento de disparo. Los deportes son esencialmente físicos, de manera que el ajedrez y el bridge no lo son.

Por supuesto, esto no significa que los juegos que no son deportes no tengan valor propio. Siendo así, como ocurre con los deportes, este valor siempre implica algo más que la mera superación de obstáculos innecesarios. Para muchos juegos, el punto está en generar el entusiasmo a través de la aleatoriedad, como los juegos de dados y serpientes y escaleras de los niños, o los juegos de azar como la ruleta. Y también están otros muchos juegos que facilitan el ejercicio de una loable capacidad mental.

El ajedrez y el bridge crean de forma preeminente en sus practicantes exigencias mentales. Cualquier persona familiarizada con el ajedrez será consciente de la brillantez, a menudo mostrada por los grandes maestros. Y yo mismo puedo dar testimonio, de jóvenes que jugando al bridge a nivel de condado, realizan regularmente hazañas mentales prodigiosas de inferencia y de ingenio.

Así que, concediendo mi admiración por el ajedrez y el bridge, que son actividades espléndidas, y están llamados a estar en los más altos niveles de sofisticación mental; pero, no son deportes.

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- David Papineau es profesor de filosofía de la ciencia en el Kings College de Londres y el Centro de Graduados de la City University de Nueva York. Su último libro es "Philosophical Devices" (2012).
- Imagen: Dos niños de una escuela de ajedrez, en la fase de Apertura del juego, en Los Molles. Chile (2009) . Wikipedia.
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Polímeros electroactivos: Cosecha de energía a través de materiales inteligentes

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Wed, 27 Jan 2016 10:04:00 +0000

Referencia: Phys.org, 26 de enero 2016
"Electrostrictive polymers: Energy harvesting via smart materials"
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La recolección de energía se está convirtiendo en un método viable para dispositivos electrónicos, aprovechar la energía ambiental de su entorno y convertirla en energía eléctrica lista para ser almacenada. Esta codiciada tecnología tiene el potencial de servir como una fuente de alimentación alternativa para las baterías que son instaladas en los dispositivos electrónicos inalámbricos, móviles y autónomos.

Ilustración en esquema del experimento para la cosecha de energía via polímeros electroactivos.

Un grupo de materiales inteligentes, conocidos como "polímeros electroactivos", se han explorado durante años por los investigadores del INSA de Lyon por sus potenciales capacidades para la recolección de energía mecánica. Esta semana en el journal Applied Physics Letters, el grupo informa de la introducción de un plastificante en estos materiales ofrece una eficiente forma de mejorar su rendimiento.

Este es un avance significativo porque uno de los mayores retos para el desarrollo de la recolección de energía mecánica a través de polímeros electroactivos es que sean capaces de mejorar su rendimiento.

Como grupo de materiales inteligentes, los polímeros electroactivos pueden producir una tensión de campo inducido cuando se expone a un campo eléctrico externo aplicado. "Y esta tensión tiene una ecuación cuadrática, descrita por una relación de segundo grado con el campo eléctrico aplicado", explicaba Xunqian Yin, autor principal e investigador del INSA de Lyon.

Desde hace tiempo, los centros de trabajo en grupo estudian el efecto piezoeléctrico, que se refiere a la acumulación de carga eléctrica en ciertos sólidos cristalinos sin un centro simétrico, en respuesta a una tensión mecánica aplicada.

En este caso, "los polímeros electroactivos no son piezoeléctricos al natural", dijo Yin. "Sin embargo, el efecto pseudo-piezoeléctrico puede ser inducido en los polímeros electroactivos cuando están expuestos a una polarización aplicada a un gran campo eléctrico DC. Como resultado, se adoptó el efecto pseudo-piezoeléctrico para la recolección de energía mecánica a través de polímeros electroactivos."

El grupo estudió las influencias que tenía la recolección de energía mecánica a través de una variedad de condiciones de funcionamiento, incluyendo el gran campo de polarización eléctrica DC aplicada, así como la aplicación de la amplitud y frecuencia de una tensión externa. Ellos descubrieron que el aumento de la polarización aplicada proporcionaba una forma de mejorar la eficiencia de conversión de energía.

En particular, cuando trabajaban con un "terpolímero" plastificante modificado, la recolección de energía ofrecía un mejor rendimiento mecánico, especialmente cuando se impuso un mismo nivel de fuerza, y podía ser aprovechado para crear sensores de fuerza altamente sensibles. "La naturaleza dieléctrica y mecánica de la 'pérdida' del terpolímero modificado jugaba un papel importante en la recolección de energía basada en los polímeros electroactivos", comentó Yin.

Gracias a su gran coeficiente pseudo-piezoeléctrico, "la película delgada del terpolímero modificado puede conducir a los sensores activos piezoeléctricos, como los sensores de fuerza," señalaba Yin. "La combinación de estos sensores junto a la fabricación con tecnologías avanzadas de inyección de tinta o impresión 3D, debería hacer más fácil construir una red de sensores."

Posteriormente, el grupo planea explorar "el papel que juega la disipación del polímero electroestrictivo durante el proceso de conversión de energía mecánica a eléctrica, a fin de establecer directrices para el desarrollo de las cosechadoras de energía mecánica basadas en polímeros electroactivos."

El grupo también intentará "encontrar un plastificante más eficiente para modificar el terpolímero, de manera que pueda contribuir a reducir las pérdidas de energía y también mejorar sus actuaciones electromecánicas bajo la aplicación de un bajo campo eléctrico", agregó Yin. "Cuanto menor sea el campo eléctrico, más seguro y más conveniente para las aplicaciones".

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--Ilustración en esquema del experimento para la cosecha de energía via polímeros electroactivos.
-Publicación: "Mechanical energy harvesting via a plasticizer-modified electrostrictive polymer" Xunqian Yin, Mickaël Lallart, Pierre-Jean Cottinet, Daniel Guyomar and Jean-Fabien Capsal, Applied Physics Letters, January 26, 2016, DOI: 10.1063/1.4939859 .
-Fuente: American Institute of Physics

El código genético de referencia del carbonero común

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Tue, 26 Jan 2016 11:32:00 +0000

Referencia: Eurek Alert.org , 25 enero 2016
“The way to learn”
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Un pájaro cantante muy conocido, el carbonero común, ha revelado en su código genético una nueva visión a los investigadores, ofreciendo el cómo las especies se adaptan a un planeta cambiante. Sus hallazgos iniciales sugieren que la epigenética puede desempeñar un papel clave en la evolución de la memoria y el aprendizaje. Y esto no es sólo cierto para las aves. Un equipo internacional de investigadores liderado por el Instituto Holandés de Ecología (NIOO-KNAW) y la Universidad de Wageningen publicará estos resultados en Nature Communications.

carbonero común

"En nuestro campo hemos estado esperando esto durante décadas", explican los investigadores Kees van Oers y Veronika Laine del Instituto Holandés de Ecología. El carbonero común es el modelo de genoma favorito de referencia de las especies, es "una potente caja de herramientas que todos los ecologistas y biólogos evolutivos deberían conocer."

Al venir de una sola ave holandesa, el código genético del genoma de referencia ensamblado ayudará a revelar la base genética de la evolución fenotípica. Esto es esencial para la comprensión de cómo las especies silvestres se adaptan a nuestro cambiante planeta.

Además de buscar en el genoma, el equipo de investigación también han determinado el denominado transcriptoma y metiloma. Este último pertenece al campo de la epigenética: El estudio de lo que se puede heredar por influencia del medio ambiente sobre los genes. Las secuencias específicas de ADN en el genoma pueden ser 'metiladas, es decir, los grupos metilo se añaden a ellos, modificando la forma de funcionar los genes.

El equipo de investigación ha secuenciado los genomas completos de otros 29 grandes individuos del pájaro carbonero de diferentes partes de Europa. Esto les permitió identificar las regiones del genoma del carbonero común que han sido objeto de selección durante la reciente evolución de las aves. Estas regiones parecen estar sobrerrepresentados en los genes relacionados con el aprendizaje y la cognición.

"El carbonero común ha evolucionado para ser inteligente", dice Van Oers. "Muy inteligente". No es un ave promedio, ya que pertenece a ese 3% de aves más inteligentes cuando se trata de aprender nuevos comportamientos. Eso hace que sea el candidato perfecto para la investigación sobre la evolución del aprendizaje, la memoria y los procesos cognitivos.

Lo que la investigación ha revelado son los llamados patrones de metilación conservados en esas mismas regiones, presentes no sólo en las aves, sino también en los seres humanos y otros mamíferos. Es la evidencia de una correlación entre los procesos epigenéticos como la metilación y la tasa de evolución molecular: "cuanto más metilación, más evolución."

De esta manera, el carbonero común ha demostrado una vez más que su papel como especie modelo en una variedad de campos de investigación biológica de hace más de 60 años no es en absoluto casual.

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Fuente e imagen: Netherlands Institute of Ecology (NIOO-KNAW)

La rareza cuántica es ahora una cuestión de tiempo

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Mon, 25 Jan 2016 11:27:00 +0000

Referencia: Quanta Magazine.org .
"Quantum Weirdness Now a Matter of Time"
por George Musser, 19 de enero 2016
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Los extraños enlaces cuánticos conectan distintos momentos en el tiempo, sugiriendo que dichos enlaces, no el espacio-tiempo, son los que constituyen la estructura fundamental del universo.

En noviembre, trabajadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts se encontraron con una cápsula de tiempo de 942 años, enterrada en 1957 y destinada a 2957. La cápsula era un cilindro de vidrio lleno de gas inerte preservando su contenido; incluso venía con carbono-14, a fin de que los futuros investigadores pudieran confirmar el año del entierro, como la forma en que podrían datar un fósil. Administradores del MIT planean reparar, sellar y enterrarlo de nuevo. Pero ¿es posible que sea absolutamente seguro de que un mensaje para el futuro no vaya a ser leído antes de tiempo?

La física cuántica ofrece una manera. En 2012, Jay Olson y Timothy Ralph, dos físicos de la Universidad de Queensland, en Australia, establecieron un procedimiento de cifrado de datos que puedan ser descifrado solamente en un momento determinado del futuro. Su esquema explota el entrelazamiento cuántico, un fenómeno en el que las partículas o puntos de un campo, como en un campo electromagnético, se despojan de sus identidades separadas y asumen una existencia compartida, sus propiedades se vuelven correlacionadas unas con otras. Normalmente, los físicos piensan que estas correlaciones abarcan el espacio, que unen lugares lejanos en un fenómeno que Albert Einstein describió famoso como "acción fantasmal a distancia". Sin embargo, un creciente cuerpo de investigación está investigando cómo estas correlaciones pueden extenderse también al tiempo. Lo que sucede ahora se puede correlacionar con lo que sucede más tarde, en formas que eluden una sencilla explicación mecanicista. En efecto, se puede tener la acción fantasmal con un retraso.

Estas correlaciones chocan seriamente con nuestras intuiciones sobre el tiempo y el espacio. No sólo se pueden correlacionar dos eventos, enlazando el anterior con el posterior, sino que ambos eventos pueden llegar a estar correlacionados sin poder decir realmente cuál es anterior y cuál posterior. Cada uno de estos eventos es causa del otro, como si cada uno fuera el primero en suceder. (Incluso un solo observador puede encontrarse con esta ambigüedad causal, así que es distinto de los inversos temporales que pueden ocurrir cuando dos observadores se mueven a diferentes velocidades, según se describe en la teoría especial de la relatividad de Einstein.)

La idea de una cápsula del tiempo es sólo una demostración del poder potencial de estas correlaciones temporales. También podrían aumentar la velocidad de los ordenadores cuánticos y fortalecer la criptografía cuántica.

Pero, tal vez, lo más importante, es que los investigadores esperan que el trabajo abrirá una nueva forma de unificar la teoría cuántica con la teoría general de Einstein de la relatividad, que describe la estructura del espacio-tiempo. El mundo que experimentamos en la vida diaria, en la cual los acontecimientos se producen en un orden determinado por su ubicación en el espacio y el tiempo, es sólo un subconjunto de las posibilidades que permite la física cuántica. "Si usted tiene un espacio-tiempo, en realidad lo que tiene es un orden causal bien definido", dijo Caslav Brukner, físico de la Universidad de Viena, que estudia información cuántica. Sin embargo, "si usted no tiene un orden causal bien definido", dijo, como es en el caso de los experimentos propuesto, entonces, "usted no tiene un espacio-tiempo." Algunos físicos toman esto como evidencia de una profunda cosmovisión no intuitiva, en el que las correlaciones cuánticas son más fundamentales que el espacio-tiempo, y que el espacio-tiempo, de alguna manera, se construye a partir de las correlaciones entre los eventos, en lo que podría llamarse relacionalismo cuántico. El argumento actualiza la idea de Gottfried Leibniz y Ernst Mach, acerca de que el espacio-tiempo podría no ser el telón de fondo dado por Dios para el mundo, sino que es algo que podría derivarse de los mismos contenidos materiales del universo.

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Más información en Quanta Magazine.org , "Quantum Weirdness Now a Matter of Time"
-- Imagen: Bill Domonkos for Quanta Magazine
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Investigación con células madre pluripotentes para el Alzheimer

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Fri, 22 Jan 2016 13:58:00 +0000

Referencia: Alpha Galileo.org , 22 de enero de 2016
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No hace mucho recibí un email a través del correo de contacto del blog Bitnavegantes, donde me preguntaban si sabía sobre investigaciones que llevaran a cabo la orientación de este artículo sobre la células madres pluripotentes aplicado al tratamiento del Alzheimer, aunque dije que no sabía nada relevante en este sentido, hoy he visto algo más adecuado que puede responder a dicha pregunta.

Un equipo internacional de científicos, en el que participa la Universidad de Granada, revela aspectos desconocidos hasta ahora sobre la biología de células madre, que serán fundamentales para la aplicación de dichas células en terapias humanas.

Las células madre de un adulto pueden ser “reprogramadas” de manera artificial a un estado de pluripotencia similar al encontrado durante el desarrollo embrionario”. Así, estas células reprogramadas pluripotentes retienen el potencial para regenerar cualquier célula y tejido de un organismo. Los resultados de este trabajo se publican hoy en la revista Cell Reports.

Un equipo internacional de científicos, en el que participa la Universidad de Granada, ha aportado nuevos datos desconocidos hasta la fecha sobre las células madre pluripotentes, una alternativa muy prometedora para el tratamiento de distintas enfermedades humanas y en especial para enfermedades inducidas por daño o degeneración de los tejidos tales como Alzheimer, Parkinson o infarto cerebral.

Su trabajo, que publica hoy la prestigiosa revista Cell Reports, revela conexiones funcionales muy importantes entre la regulación epigenética del genoma humano, las rutas de señalización celular y el fenómeno de heterogeneidad intercelular en células madre pluripotentes.

Así, este estudio contribuye a una mejor compresión de las transiciones de linaje celular y revela aspectos desconocidos hasta ahora sobre la biología de células madre, contribuyendo así al desarrollo de distintas aplicaciones de dichas células en terapias humanas.

David Landeira Frías, investigador del departamento de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial de la Universidad de Granada y uno de los autores de este artículo, apunta que recientes avances en el campo de la Biomedicina “nos permiten reprogramar de manera artificial células del cuerpo de un organismo adulto a un estado de pluripotencia similar al encontrado durante el desarrollo embrionario temprano”.

Así, estas células reprogramadas pluripotentes retienen el potencial para regenerar cualquier célula y tejido de un organismo.

Diferencias de comportamiento

“Una de las grandes barreras para la aplicación segura y exitosa de esta tecnología a entornos clínicos es la naturaleza heterogénea de las poblaciones de células madre; variaciones funcionales entre células de una misma población generan grandes diferencias en su comportamiento que podría conllevar el fallo de la terapia, e incluso el desarrollo de nuevas enfermedades”, advierte el investigador de la UGR.

Las denominadas ‘variaciones célula-célula’ ocurren en células con el mismo genoma y, por tanto, es muy probable que los modulares epigenéticos tengan un papel crítico en la generación de la heterogeneidad funcional.

Mediante el uso de técnicas punteras en epigenómica, el laboratorio de David Landeira en el Centro de Genómica e Investigación Oncológica (GENYO), Pfizer-Junta de Andalucía-UGR, en colaboración con el laboratorio de Amanda Fisher, del MRC-Clinical Science Centre en Reino Unido, han analizado la función de un regulador epigenético (Jarid2) en la creación de variabilidad intercelular en poblaciones de células madre pluripotentes.

Los resultados de la investigación muestran que Jarid2 “es un factor esencial para que las células pluripotentes mantengan una interacción adecuada con las células de su entorno y puedan así llevar a cabo procesos de diferenciación celular de manera eficiente y coordinada”.

Además, los científicos han demostrado que Jarid2 regula la heterogeneidad y función de las células pluripotentes a través de rutas de señalización tradicionalmente implicadas en diversos tipos de cáncer, por lo que el estudio también es relevante en el contexto de esta enfermedad.

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Fuente: Universidad de Granada .
- Imagen: Componentes del grupo de investigación que ha realizado este trabajo. Imagen de AlphaGalileo.org.
- Publicación: Landeira et al., Jarid2 Coordinates Nanog Expression and PCP/Wnt Signaling Required for Efﬁcient ESC Differentiation and Early Embryo Development, Cell Reports (2015),
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La capacidad de memoria de nuestro cerebro es 10 veces más grande de lo que pensábamos

noreply@blogger.com (Pedro Donaire) — Thu, 21 Jan 2016 11:45:00 +0000

Referencia: Science Alert.com .
por Peter Dockrill, 21 de enero 2016
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La capacidad de memoria del cerebro humano puede ser hasta 10 veces más grande que se pensaba, según un nuevo estudio realizado por científicos en California, que analizó las neuronas del hipocampo como una función cerebral de bajo consumo energético, pero de alta potencia de cálculo.

"Esto es explosivo en el campo de la neurociencia", decía Terry Sejnowski del Instituto Salk para Estudios Biológicos. "Nuestras nuevas mediciones de la capacidad de memoria del cerebro aumentan las estimaciones conservadoras en un factor de 10 a, por lo menos, un petabyte, equivalente a toda Internet."

Hicieron una reconstrucción 3D de tejido del hipocampo de una rata (el centro de memoria del cerebro), y al hacerlo, descubrieron algo extraño. Las sinapsis, esas uniones que se forman entre las neuronas, estaban duplicadas en alrededor del 10% de los casos.

Para medir las diferencias entre estas sinapsis duplicadas, el equipo de Sejnowski reconstruyó la conectividad, formas, volúmenes y el área superficial del tejido cerebral de la rata a un nivel de nano-molecular, utilizando la microscopía avanzada y los algoritmos computacionales.

"Nos quedamos sorprendidos al encontrar que la diferencia de tamaños entre los pares sinápticos era muy pequeña de media, solamente de un 8 de ciento", señaló Tom Bartol, uno de los científicos. "Nadie pensó que sería una diferencia tan pequeña. Esta fue la curva natural."

La revelación de que las sinapsis pueden variar de tamaño en incrementos tan sutiles como un 8%, sugiere que puede haber hasta 26 categorías de tamaños de sinapsis, y no unas pocas, como los científicos creían anteriormente. Esta complejidad adicional de las dimensiones sinápticas se traduce en un enorme impulso para el potencial de la capacidad de memoria del cerebro.

"Esto se aproxima a un orden de magnitud de precisión más allá de que nadie haya imaginado", afirmó Sejnowski. "Este hallazgo tiene grandes consecuencias. Bajo el aparente caos y desorden del cerebro se esconde una precisión subyacente en cuanto al tamaño y formas de las sinapsis."

Los cálculos de los investigadores sugieren que la sinapsis también cambia su tamaño y capacidad en función de las transmisiones neuronales. Cerca de 1.500 transmisiones provocan un cambio en las pequeñas sinapsis (que llevan unos 20 minutos), mientras que un par de cientos (de 1 a 2 minutos) cambiará las grandes sinapsis.

"Esto significa que cada 2 ó 20 minutos, sus sinapsis vayan arriba o abajo de un tamaño a otro", dijo Bartol. "Las sinapsis se van ajustando a sí mismas de acuerdo con las señales que reciben."

Los resultados, publicados en eLIFE, pueden conducir a avances en la computación, con máquinas ultra-precisas y eficientes energéticamente, empleando un aprendizaje profundo y técnicas de redes neuronales.

"Este truco del cerebro apunta directamente a una manera de diseñar mejores equipos", dijo Sejnowski. "El uso de la transmisión probabilística vendría a ser más precisa, requiriendo mucha menos energía para los equipos."

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- Imagen: Sinapsis. Salk Institute
- Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=maPN_4BF9x8