CocoCiència

I tu, com tens els cabells?

2014-09-06T12:00:00.000+02:00

Sovint la forma del nostre cabell ens defineix i ens diferencia d'altres persones. Però, què fa que tinguem els cabells de diferent color i forma?

Entre 100.000 i 150.000 cabells que sobreixen el cap tenen la funció principal de protegir-lo i aïllar-lo per mantenir la calor corporal. Cada pèl es constitueix d'una arrel que neix dins d'un fol·licle pilós i una tija que creix fora de l'epidermis.

El que diferencia el tipus de cabells de cada persona és, per una banda els pigments que li donen color, i per l'altra banda, la orientació de fol·licle pilós i la forma de la tija. Barrejant els diferents colors i formes, obtenim tots els tipus de cabell!

Segons el pigment podem trobar cabell ros, pèl-roig (ambdos són caràcters molt recessius), castany, negre (el color majoritari) i gris o blanc (absència de pigment).

Pel que fa a la forma, podem trobar:

-Llis: forma rodona i orientat en perpendicular a la superfície de la pell.
-Ondulat: forma oval i formant un angle agut amb la superfície de la pell.
-Arrissat: forma el·líptica i orientat en paral·lel amb la superfície de la pell.

Referent a la composició, els cabells humans estan formats, aproximadament, d'un 80% de queratina (una protïna estructural, dura i resistent, que apareix també a les ungles) i un 20% d'altres substàncies (lípids, aigua, sals minerals, pigments...).

A més, la major part de la queratirna està formada per un aminoàcid anomenat cisteïna que conté sofre. És per això que es formen ponts disulfur a la seva estructura, que són els que es trenquen quan ens fem una permanent (els líquids de permanents contenen substàncies químiques capaces de trencar els enllaços de sofre).

Mantenint el batec amb vida

2014-08-30T12:00:00.000+02:00

Amb aproximadament trenta-cinc milions de batecs per any, el cor humà és una incansable maquinària el funcionament correcte de la qual és imprescindible per la vida. Aventurem-nos en aquesta entrada a explorar breument la seva estructura i funció, a comprendre per què al seu malfuncionament se li atribueixen més del 13% de les morts en la població mundial i a entendre quines eines estan al nostre abast per cuidar-lo.

Empresonat rere la caixa toràcica i situat entre els dos pulmons, el cor humà és el motor que impulsa la circulació sanguínia arreu del cos. Batec a batec, onades de sang s’estenen per artèries i venes, nodrint tots els teixits que ens conformen i recollint el rebuig produït per l’activitat cel·lular en dos recorreguts que acaben entrellaçant-se en diferents punts per formar un únic circuit.

A nivell estructural, el cor es divideix en cor esquerre i cor dret a través d’una paret muscular i fibrosa anomenada septe cardíac. Cadascun dels recorreguts sanguinis (arterial i venós) desemboca en costats oposats del septe, pel que s’aconsegueix que la sang pobre en oxigen que recorre les venes no es barregi amb la sang ricament oxigenada impulsada al llarg de les artèries.

Ambdues parts del cor es divideixen a la vegada en dues cambres: una de superior, anomenada aurícula; i una d’inferior, anomenada ventricle. El complex format per aquestes quatre cambres és capaç de contreure’s i relaxar-se de manera coordinada mitjançant impulsos elèctrics, caracteritzant així el fenomen conegut com a batec que tindrà la funció de permetre la sortida – però també entrada – de sang.

Després d’haver recorregut tot el cos, la sang pobra en oxigen que circula per les venes conflueix en l’aurícula dreta a través de les dues venes caves. Entrem així en la fase de relaxació o diàstole del cor, durant la qual l’aurícula s’omple de sang i es relaxa, permetent el pas d’aquesta sang fins el ventricle dret mitjançant la vàlvula tricúspide, que impedeix el seu retorn a l’aurícula. A l’altra banda, l’aurícula esquerra s’omple simultàniament de sang oxigenada provinent de les venes pulmonars, que gràcies a la dilatació del múscul (ja que aquest esta en diàstole) pot travessar la vàlvula mitral per arribar al ventricle esquerra.

Un cop els dos ventricles s’han omplert de sang, la contracció del cor provoca el seu bombeig cap als seus respectius destins: és la fase de sístole. Des del ventricle dret, la sang pobra en oxigen recorrerà les artèries pulmonars i arribarà als alvèols pulmonars, on es difondrà pels prims capil·lars i entrarà en contacte amb l’oxigen que hem inspirat, oxigenant-se per tornar al cor per l’aurícula esquerra i entrar-hi en la següent fase de relaxació. Des del ventricle esquerra, la sang ja rica en oxigen és impulsada gràcies a la contracció del cor per l’arc aòrtic, des d’on s’estendrà al llarg de tot el cos a traves de les artèries per nodrir-ne tots els teixits.

Es curiós notar que, tot i que normalment s’associa la sang ricament oxigenada amb artèries – i la sang pobrament oxigenada amb venes -, les venes i artèries que uneixen cor i pulmons inverteixen les seves definicions. Així, l’artèria pulmonar permet el pas de la sang pobrament oxigenada del ventricle dret als pulmons; mentre que la vena pulmonar permet que la sang que ha estat oxigenada als pulmons pugui arribar a l’aurícula esquerra.

Havent vist tot això, és fàcil adonar-se que el correcte funcionament del cor resulta vital per poder mantenir el cos amb vida. Quan el cor no bombeja amb la correcta força o quan aquest no ho fa al ritme adequat i tots els òrgans del cos es veuen privats del seu requisit de sang ricament oxigenada, el cos entra en xoc cardiogènic. Si les necessitats de tots aquests òrgans no es veuen urgentment satisfetes, arriba un punt en què el cos esdevé incompatible amb la definició de vida i es declara l’afectat com a mort.

Les causes que poden conduir a un mal funcionament del cor son moltes, però en molts casos tenen a veure amb l’adquisició d’un estil de vida no saludable. Per exemple, una falta d’exercici i/o una mala alimentació poden provocar l’acumulació de materials grassos com el colesterol a les parets de les artèri es coronàries, que són els vasos encarregats d’alimentar al propi cor amb sang ricament oxigenada. Amb la obstrucció del pas de sang, el cor es veu privat d’oxigen i falla en la seva funció de contreure’s per provocar el batec.

Aquest és tan sols un exemple en l’amplíssim repertori que suposa la patofisiologia del cor. Totes les condicions patològiques que inclouen el cor o els vasos sanguinis (o ambdós) s’agrupen sota la denominació de “malalties cardiovasculars”, i es consideren estadísticament la primera causa de mort a nivell mundial.

Tanmateix, i tot i aquest panorama tan preocupant, s’ha demostrat que els adults que es mantenen físicament actius, abandonen vicis com alcohol i tabac i cuiden la seva dieta poden reduir el seu risc de desenvolupar alguna malaltia cardiovascular de manera significativa. Això ens demostra que tot i que no tenim el poder de canviar certs factors de risc – història familiar, sexe o edat –, sí que està a les nostres mans adquirir hàbits saludables i, amb això, assegurar-nos que el nostre cor batega com ha de bategar.

El pa de cada dia

2014-08-23T12:00:00.000+02:00

Aquest aliment bàsic per a la nostra alimentació té més a veure amb la química del que ens pensem!

El pas és una de les receptes més sencilles i antigues de la història de la humanitat, donat que només està fet amb aigua, farina, sal i llevadura.

La seva el·laboració consisteix en 3 passos importants:

Amassar: amb la barreja de tots els ingredients es formen les xarxes de gluten, donant lloc a una massa homogènia i elàstica. Com més gluten tingui la farina, més forta serà la massa. A més, la capacitat del gluten per formar una xarxa esponjosa també depèn del pH de la farina que, idealment, hauria de ser al voltant de 5. Perquè una farina tingui aquest pH se la de deixar envellir, ja que les farines fresques tenen un pH de 6, aproximadament.
Repòs: dóna lloc a la fermentació de la llevadura i el pa augmenta de volum. Els egipcis van ser els primers en elaborar el pa que coneixem avui dia, el que utilitza llevadura per tal que fermenti i es formi una massa esponjosa. La llevadura està formada per fongs microscòpics que provoquen la fermentació alcohòlica dels sucres de la farina (glucosa, maltosa i sacarosa), donant lloc a diòxid de carboni (el responsable dels típics forats de la molla del pa) i etanol:

Fermentacicó alcohòlica de la glucosa

Fornejar: s'evapora l'aigua i l'etanol i es moren els fongs de la llevadura. La massa crua elàstica agafa la consistència esponjosa i es forma el crostó dur i sec per la pèrdua d'aigua i la reacció de Maillard, per la qual adquireix un color marró més fosc que la molla.

Per acabar, si us heu quedat amb gana i voleu saber més coses sobre el pa, us deixo amb un vídeo molt complet del programa Collita pròpia de TV3:

L'enigma de les monedes

2014-08-16T12:00:00.000+02:00

La setmana passada vam plantejar un enigma de probabilitat a les xarxes socials. Es tracta d'una simplificació que vam fer al problema conegut com el problema de Newton-Pepys.

Publicació de Cocociència.

En primer lloc, moltes gràcies als meus companys robòtics del blog Robologs, que em van donar a conèixer el problema. Robologs és un blog que sens dubte recomano a tots els amants dels enigmes i la informàtica.

Novament, m'agradaria remarcar que aquest no és el problema de Newton-Pepys, sinó que es tracta d'una simplificació que vam fer amb la finalitat de fer-lo més didàctic. El problema diu:

1. Què és més probable?

a) Tirar 2 monedes i obtenir com a mínim una cara.
b) Tirar 4 monedes i obtenir com a mínim dues cares.
c) Tirar 6 monedes i obtenir com a mínim tres cares.

2. Quines són les respectives probabilitats?

3. Quina és la probabilitat de tirar "2n" monedes i obtenir com a mínim "n" cares?

A contínuació, proposarem una solució al problema. Si vols pensar-lo, no segueixis llegint.

Resolució

De l'enunciat del problema cal remarcar el "com a mínim", perquè sense aquestes tres paraules el problema seria radicalment diferent.

Sigui $2x$ el nombre de monedes, $x$ el nombre mínim de cares que hem d'obtenir i $P(x)$ la probabilitat d'aconseguir aquest mínim de cares, és fàcil veure que $P(1) = 0.75$, ja que tres dels quatre possibles llançaments tenen èxit:

Imatge via Robologs

En aquest cas és fàcil veure-ho "a ull", però per la resta de casos recorrerem a la combinatòria. Per aquells que no hi estigueu familiaritzats, aquest recurs us pot ser útil.

Què passa per $P(2)$?

Fixem-nos que, en aquest cas, el nombre de possibilitats serà $VR(2,4) = 2^4 = 16$, ja que:

- Importa l'ordre: La possibilitats "C C X X" i "X C X C" són diferents, encara que a efectes pràctics el resultat sigui el mateix.

- Es pot repetir: És trivial, ja que podem treure més d'una cara o més d'una creu.

Vist des d'un altre punt de vista: Hem d'assignar cara o creu a 4 monedes. Cada moneda té 2 possibilitats. Per tant, el nombre total de possibilitats serà $2·2·2·2 = 2^4 = 16$.

Ara bé, en quantes d'aquestes possibilitats hi ha 2 o més cares?

Per calcular això, el que fem és trobar el nombre de possiblitats amb 2, 3 i 4 cares i sumar-ho tot.

Podem trobar el nombre de maneres d'obtenir dues cares triant 2 de les 4 monedes. En aquest cas:

- No importa l'ordre: És el mateix triar la 1a moneda en primer lloc i la 2a en segon que triar la 2a en primer lloc i la 1a en segon.

- No es pot repetir: Trivial, no pots triar una moneda més d'un cop.

Per tant, aquest càlcul el podem fer com $C(4,2)= {4 \choose 2} = {4! \over2!·2!}=6$.

El nombre de possibilitats amb 3 i 4 cares es calcularan de la mateixa manera.

En resum, el nombre de possibilitats 2 o més cares serà:

$C(4,2)+C(4,3)+C(4,4)$
$={4 \choose 2}+{4 \choose 3}+{4 \choose 4}$
$=6+4+1=11$ possibilitats.

Per tant, $P(2) = {11\over16} = 0.6875$

Trobarem $P(3)$ de la mateixa manera que $P(2)$.

Nombre total de possibilitats: $VR(2,6) = 2^6 = 64$

Número de possibilitats amb 3 o més cares:
$C(6,3)+C(6,4)+C(6,5)+C(6,6)$
$=2^6-C(6,0)-C(6,1)-C(6,2)=64-1-6-15=42$

Per tant, $P(3)={42\over64}={21\over32}= 0.65625$

Com a conclusió, s'ha observat que el més probable és tirar dues monedes i que surti com a mínim una cara. A mesura que augmentem el nombre de monedes, observem una certa tendència a la baixa.

Passem ara a la generalització del problema. Hem de trobar una funció que determini, en funció de n, la probabilitat de treure n o més cares en tirar 2n monedes.

Nombre total de possibilitats: $VR(2,2n) =2^{2n}=4^n$

Sabem que:
$C(2n,0)+C(2n,1)+...+C(2n,2n)= \sum_{i=0}^{2n}{2n \choose i}= 2^{2n}=4^n$

De les propietats dels nombres combinatoris, coneixem que:
$C(p,q)={p \choose q}=C(p,p-q)={p \choose p-q}={p! \over {q!·(p-q)!}}$

Per tant:
$2·(C(2n, n)+C(2n,n+1)+...+C(2n,2n))-C(2n,n)=4^n$
$C(2n,n)+C(2n,n+1)+...+C(2n,2n)={4^n+C(2n,n) \over 2}$

Finalment tenim que:
$P(n)={{4^n+C(2n,n) \over 2}\over 4^n}={1\over2}+{{2n \choose n}\over 2^{2n+1}}$

Fixem-nos, a més que: $\lim\limits_{n \to \infty} P(n) = {1\over2}$ i, per tant, quantes més monedes tinguem, més s'acostarà la probabilitat al 50%.

L’ebola

2014-08-09T17:44:00.000+02:00

El 1976 van ser detectats per primera vegada dos brots simultanis del virus de l’ebola a dues viles de països diferents: una de Sudan i una altre de la República Democràtica del Congo, prop del riu Ebola (d’on proven tant el nom del virus com el de la malaltia que provoca). Però des d'aleshores han passat uns trenta anys i ara s'ha convertit en una emergència mundial.

Transmissió

S’han documentat casos d’infecció en humans associats a la manipulació de ximpanzés, goril·les, ratpenats... infectats que havien sigut trobats o bé morts o bé malalts a la selva. Es transmet per contacte estret amb els seus òrgans, la seva sang, les seves secrecions o els seus líquids corporals. Un cop entre els humans, la transmissió entre persones es du a terme per contacte directe, exactament igual que entre humans i animals infectats. Val a dir, però, que també es pot transmetre pel simple contacte indirecte amb materials que hagin sigut contaminats pels líquids que s’han citat anteriorment.

Signes, símptomes i mortalitat

En qualsevol cas, no és per això que es prenen especials precaucions davant d’aquest virus, sinó pel seu desconeixement (no se sap ben bé del cert si aquestes són les úniques formes en què es pot transmetre) i per la seva elevadíssima mortalitat. Després d’entre dos dies i tres setmanes de període incubació (és a dir, de temps en que una persona es troba infectada però encara no han començat a fer-se visibles els signes de la malaltia), comencen a aparèixer els primers símptomes: una pujada sobtada de la febre, debilitat intensa i dolors musculars, mal de cap i de coll... (semblants als d’un refredat o d’una grip). Passats uns dies, comencen els vòmits, la diarrea... i, en alguns casos, les hemorràgies internes i externes. Si es sobreviu (la taxa de mortalitat es troba al voltant del 90% en el brot d’aquest any), el pacient encara serà contagiós mentre el virus es trobi a la seva sang i a les seves secrecions. I això serà durant aproximadament dos mesos.

Tractament

Quant al tractament, s’estan provant diverses vacunes però, segons l’Organització Mundial de la Salut, encara cap “està disponible per a usos cínics”. Les investigacions són complicades perquè no es coneixen totes les proteïnes del virus i perquè hi ha pocs laboratoris equipats per treballar amb un virus com aquest.

Així doncs, com que els malalts solen estar deshidratats, necessiten rehabilitació per via intravenosa o oral, però no existeix més tractament fora del simptomàtic (és a dir, aquell que intenta alleujar els símptomes del pacient, com la febre, perquè el sistema immunològic del pacient pugui defensar-se per si sol).

Per a donar una idea de la situació que ha dut la OMS ha considerar l’ebola una emergència a nivell mundial, a continuació es presenten les dades dels darrers i una gràfica orientativa:

Data	Lloc d'aparició	Casos/morts (taxa de mortalitat)
1994: desembre - febrer	Gabon	49/29 (59%)
1995: abril - juny	Zaire (actualment RDC)	345/256 (74%)
1996: gener - abril	Gabon	93/68 (73%)
2001/2002: octubre/març	Gabon i República del Congo	122/96 (79%)
2002/2003: desembre/abril	República del Congo, en les viles de Mbomo i Kellé del Departament Cuvette Ouest	143/128 (90%)
2003: novembre - desembre	República del Congo, en les viles de Mbomo i Mbandza del Departament Cuvette Ouest	35/29 (83%)
2007: abril - octubre	Kasai Occidental (República del Congo)	264/187 (71%)
2012: juliol - octubre	Uganda	24/17 (71%)
2012: setembre - novembre	República Democràtica del Congo	62/34 (55%)
2014	Guinea-Conakry, Libèria i Sierra Leone (Brot de 2014 d'àfrica occidental)	1.711/932 (54%)

Dades, bibliografia i més informació a: OMS

Autòmats cel·lulars: l'ordre dins del caos!

2014-08-06T21:00:00.000+02:00

Heu sentit mai a parlar dels autòmats cel·lulars? D'entrada sembla un concepte una mica estrany...Estem parlant de biologia? Doncs en realitat no, són matemàtiques!

Un autòmat cel·lular és un model matemàtic que consisteix en una sèrie de regles que regeixen el comportament d'un nombre finit de cel·les elementals col·locades inicialment en una xarxa regular. Segons les regles que haguem dictat inicialment, el nostre sistema de cel·les evoluciona d'una manera o una altra.

Posem-ne un exemple senzill:

Tenim un autòmat cel·lular format per vuit cel·les disposades en una mateixa fila. Cada una de les cel·les només pot tenir dos estats, 0 o 1 (el zero és blanc i l'1 és negre).

Inicialment les cel·les tenen l'estat que nosaltres els otorguem, però a l'instant següent aquest estat canviarà depenent del seu entorn, és a dir, depenent del seu estat i de l'estat en que es troben les dues cel·les veïnes (la de la dreta i la de l'esquerra) en l'instant anterior. El patró que segueixen aquests canvis no és aleatori, sinó que ve regit per les regles que imposem.

En la situació que acabem de plantejar poden haver-hi 8 possibles entorns diferents:

Per cada entorn imposarem un canvi a la cel·la central, de manera que, a cada instant, totes les cel·les canviaran i s'anirà formant una estructura de manera automàtica.

Aquí tenim alguns exemples d'autòmats cel·lulars, i podem observar com són de diferents quan en canviem les regles d'evolució.

Diverses regles amb els seus dissenys corresponents

Si no coneixem cap llenguatge informàtic amb el que poguem programar un autòmat cel·lular, la manera més fàcil (que no ràpida) és inventar-nos unes regles i anar dibuixant l'estructura en un full quadriculat. Després podem provar de canviar les regles i veure com apareix un dibuix completament diferent!

En el medi natural també en podem trobar: algunes petxines tenen patrons generats per autòmats cel·lulars de manera natural, on cada cèl·lula genera pigment d'acord amb l'estat de les seves cèl·lules veïnes.

Autòmat cel·lular natural que presenta l'espècie Conus textile

Un exemple més complex i curiós d'autòmat cel·lular és l'anomenat "Joc de la vida", creat pel matemàtic britànic John Conway al 1970.

Aquest autòmat consisteix en una graella quadrada on cada cel·la pot estar morta o viva, i està envoltada de 8 cel·les veïnes. L'evolució del conjunt ve donada per quatre senzilles normes:

1. Una cel·la viva amb menys de dos veïns vius mor per aïllament.
2. Una cel·la viva amb dos o tres veïns viu continua viva.
3. Una cel·la viva amb més de tres veïns vius mor per sobrepoblació.
4. Una cel·la morta amb exactament tres veïns vius torna a la vida.

A partir d'aquestes normes i d'una configuració inicial, es poden crear patrons de comportament ben diferents. Depenent de com col·loquem les cel·les vives a l'inici, la població fins i tot pot arribar a extingir-se!

Exemple de patró de Joc de la vida, d'evolució oscil·lant.

Per saber-ne més:
o
- Modern cellular Automata
- Virtual Complexity Lab at Monash University-Cellular Automata (en aquest enllaç trobareu diferents simulacions d'autòmats cel·lulars que podreu modificar)

Penetració i detecció de metal•lacarborans a l’interior de cèl•lules vives mitjançant la microscòpia Raman confocal

2014-07-30T21:00:00.000+02:00

S’ha demostrat que els metal•lacarborans, compostos purament inorgànics formats per un àtom central metàl•lic i dos semi-clústers de bor, carboni i hidrogen, penetren a l’interior de cèl•lules vives sense causar cap tipus de deformació ni perforació de la membrana. Un cop a l’interior, aquests compostos poden ser detectats i monitoritzats mitjançant la microscòpia Raman confocal.

La microscòpia confocal permet visualitzar les cèl•lules de manera molt precisa i exacta en les 3 dimensions de l’espai. Per altra banda, l’espectroscòpia Raman es fonamenta en l’energia de les vibracions dels enllaços que formen les molècules. En el nostre cas, la gran quantitat de vèrtexs B-H que contenen els metal•lacarborans (Figura 1), i a la vibració de tensió característica d’aquests enllaços a 2570 cm$^{-1}$, fan que la presència d’aquests compostos de bor sigui fàcilment detectable per mitjançant aquesta tècnica. El fet rellevant és que l’acoblament d’aquestes dues tècniques, anomenada microscòpia Raman confocal, permet la visualització digital de les molècules amb enllaços B-H a l’interior de les cèl•lules. Així, es pot fer un escombrat d’un pla imaginari i obtenir l’espectre Raman de cadascun dels punts del pla.

La Figura 1 mostra una cèl•lula HEK 293 (Human Embryonic Kidney 293) en contrast de fase, seguida de dues imatges digitalitzades corresponents a dues freqüències de vibració determinades. La imatge central mostra la presència d’enllaços B-H (2570 cm$^{-1}$) i la de la dreta la presència d’enllaços C-H sp3 (2950 cm$^{-1}$). En ambdós casos el color rosa representa una alta densitat de senyal i el lila una menor densitat de senyal. Com es pot veure, els metal•lacarborans es distribueixen de manera heterogènia a l’interior de la cèl•lula, i les zones de major concentració d’enllaços B-H coincideix amb la zona de major densitat d’enllaços C-H, indicant una possible interacció/acumulació dels metal•lacarborans a teixits, membranes o orgànuls intracel•lulars que continguin cadenes alifàtiques (riques en enllaços C-H).

Figura 1. A l’esquerra, estructura molecular del cobaltabisdicarballur, un metal•lacarborà de cobalt. A la dreta, imatges en contrast de fase i digitals d’una cèl•lula HEK 293 en presència de metal•lacarborà, amb els seus respectius espectres Rama a cada punt.

Aquesta visualització i monitorització dels compostos de bor a l’interior cel•lular (com s’exemplifica esquemàticament en la Figura 2), juntament amb la seva manca de toxicitat vers les cèl•lules i la possibilitat de poder ser funcionalitzats amb múltiples fragments orgànics, postulen aquests materials com a bons marcadors pel transport de fàrmacs a l’interior de les cèl•lules. Les aplicacions de la química del bor en medicina són molt diverses, i han despertat l’interès de la indústria farmacèutica. Aquesta nova tecnologia en pot ser un nou bon exemple.

Figura 2. Visualització esquematitzada dels metal•lacarborans a l’interior de les cèl•lules mitjançant espectroscòpia Raman confocal.

Per trobar més informació sobre aquesta recerca consulteu: http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/cc/c3cc49658a

http://blogs.iec.cat/scq/2013/09/25/vuitena-trobada-de-joves-investigadors-dels-paisos-catalans/
http://icmab.es/awards-news/staff-awards/1491-marius-tarres-schueler-premi-a-la-millor-presentacio-oral-a-la-8ena-trobada-de-joves-investigadors-dels-paisos-catalans

Per: Màrius Tarrés

Investigador a l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB), Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC)

Per què ens fa plorar la ceba?

2014-07-26T20:00:00.000+02:00

Segur que a ningú de vosaltres us agafa per sorpresa quan esteu tallant una ceba i els vostres ulls us comencen a picar i arribeu fins i tot a plorar una mica. És un fet quotidià que ja tenim ben assumit però... no heu tingut mai la curiositat de saber quina és la raó científica que hi ha darrera?

La ceba és un vegetal important del gènere Allium que té una àmplia aplicació en tot el món com condiment en la preparació d’aliments. La composició química de les cebes depèn de les diferents varietats però, en general, es caracteritzen per posseir un gran contingut en aigua (≈92 %). La resta de la seva composició està formada, generalment, per carbohidrats, sucres senzills, sacarosa i compostos orgànics sofrats. I són aquests últims els que, com veurem, juguen un paper fonamental en les característiques de la ceba. En general, els compostos amb sofre que hi ha en una ceba són aminoàcids no volàtils com, per exemple, el sulfòxid de S-alquenil-cisteïna (representat en la Figura 1).

Figura 1. Reacció enzimàtica

Però és especialment curiós saber que moltes de les característiques especials que fan famoses a les cebes, com les seves propietat lacrimògena o el seu sabor picant característic, apareixen just en el moment que destruïm el seu teixit (per exemple, al mastegar-la, tallar-la o picar-la). En aquest punt, es quan trenquem unes petites vesícules que contenen un enzim conegut amb el nom d’Allinasa que té una fixació especial pel sulfòxid de S-alquenil cisteïna. Aquest enzim actua sobre l’esmentat compost sofrat i trenca els seus enllaços donant lloc a amoníac, sulfòxid de tioproponal i àcid pirúvic, molècules que també apareixen representades en la Figura 1.

L’àcid pirúvic és el compost que aporta el sabor picant a la ceba i, de fet, podríem dir que la ceba no presenta el seu sabor real fins a que no la tallem o masteguem! La major o menor quantitat d’àcid pirúvic farà que una ceba sigui més o menys picant. En l’actualitat, existeixen diversos mètodes per a mesurar la concentració d’aquest àcid, fet que ajuda, per exemple, a establir diferències entre diferents collites o variants de cebes. En un article posterior ja us contaré com és possible realitzar l’anàlisi de l’àcid pirúvic!

Per una altra banda, el sulfòxid de tioproponal és un compost molt volàtil, és a dir, s’evapora fàcilment a temperatura ambient. D’aquesta manera, quan ens trobem picant una ceba, es forma d’immediat aquest sulfòxid el qual ascendeix ràpidament cap a la nostra mucosa ocular. La barreja del compost sofrat amb l’aigua que manté els nostres ulls humits dóna lloc, entre altres compostos, a àcid sulfúric. Aquest conegut àcid és molt irritant i els nostres ulls es defenen d’ell tractant de fer tot el possible per a diluir-lo tant com puguin. I com ho aconsegueixen? Fàcilment: afegint més aigua, és a dir, amb llàgrimes!

Per tant, si volem evitar plorar desconsoladament, el que es pot fer és mullar amb abundant aigua la ceba mentre la piquem o tallem. Així, aconseguirem arrossegar part dels compostos sofrats que es formen i evitarem que aquests arribin als nostres ulls.

Per: David Aguilar Camaño

Professor Associat i Investigador, Universitat de Lleida

Càlcul del número PI: El mètode de Montecarlo

2014-07-19T13:17:00.000+02:00

Com podem calcular les xifres del número PI?

Existeixen diversos mètodes i algorismes matemàtics per calcular les xifres de pi i un dels més curiosos és el mètode de Montecarlo (en honor al Casino de Montecarlo, la capital del joc d'atzar). Vegem-ho:

En Joan és un jugador mediocre que està jugant a dards en un casino. No és un jugador excepcionalment bo, ja que després d'analitzar els seus llançaments hem arribat a la conclusió que la probabilitat que el dard vagi en el punt mig de la diana és la mateixa que vagi en qualsevol altre punt del metre quadrat de la figura:

En resum, en Joan és un jugador que realitza les tirades a l'atzar.

Sigui $n$ el número de llançaments intentats, $m$ el número de llançaments encertats (qualsevol punt de la diana compta per igual), $D$ l'àrea de la diana i $Q$ l'àrea del quadrat. Fixem-nos que, si $n$ és elevat, es complirà la relació següent:

$$\lim_{n\rightarrow\infty}\frac{m}{n}=\frac{D}{Q}$$

Per tant:

$$\lim_{n\rightarrow\infty}\frac{m}{n}=\frac{\frac{\pi}{4}}{1}=\frac{\pi}{4}$$

$$\pi=\lim_{n\rightarrow\infty}\frac{4\times{m}}{n}$$

D'aquesta manera, en Joan podrà trobar una aproximació de PI, la precisió de la qual dependrà del nombre de llançaments.

Finalment, adjuntem un fragment de codi C++ per provar-ho. Observeu que, com més gran és el número de llançaments, més precís és el càlcul (però també és més lent!):

/*Entrada: Llegeix un enter positiu que representa la precisió del càlcul. Sortida: Mostra una aproximació del número pi amb una precisió que depèn de l'enter entrat. */  #include <iostream>#include <cstdlib>#include <cmath>#include <ctime> using namespace std;  double aprox_montecarlo(int nLlan){     double x,y ;     long int m=0,n=0;     srand(time(NULL));     while (n!=nLlan)     {         x=rand()/(double)RAND_MAX;         y=rand()/(double)RAND_MAX;         n++;         if (pow(x,2)+pow(y,2)<1)  m++;     }     return 4.0*m/n; }  int main() {     cout << "COCOCI" << char(212) << "NCIA" << endl;     cout << "C" << char(133) << "lcul de PI mitjan" << char(135) << "ant el m" << char(138) << "tode de Montecarlo." << endl;     cout << "Introdueix la precisi" << char(162) << " del c" << char(133) << "lcul (n" << char(163) << "mero de llan" << char(135) << "aments aleatoris):" << endl;     int nLlan;     cin >> nLlan;     double aprox=aprox_montecarlo(nLlan);     cout.setf(ios::adjustfield);     cout << "Resultat:" << endl;     cout << aprox << endl;     cout << endl;     cout << "    O   o           * *" << endl;     cout << "  ********************" << endl;     cout << " *****  *  *  *  *  *" << endl;     cout << " ****  COCOCI" << char(212) << "NCIA"<< endl;     cout << " *****  *  *  *  *  *" << endl;     cout << "  ********************" << endl;     cout << endl;     cout << "Visita'ns a - www.cocociencia.cat" << endl;     return 0; }

La Paradoxa de la Caixa de Bertrand

2014-07-06T12:00:00.000+02:00

La primera impressió no sempre és la bona. A tall d'exemple, i seguint la línia de la Paradoxa de Monty Hall, us presento a continuació la Paradoxa de la Caixa de Bertrand, formulada pel matemàtic francès Joseph Louis François Bertrand

Enunciat

Tenim 3 caixes, cadascuna de les quals està formada per 2 compartiments amb una moneda a cadascun:

La primera caixa conté 2 monedes de plata.
La segona caixa conté 2 monedes d'or.
La tercera caixa conté 1 moneda de plata i 1 d'or.

Primer escollim una caixa a l'atzar i després triem, també aleatòriament, un dels seus compartiments, on ens trobem una moneda d'or.

La pregunta és:

Quina és la probabilitat que a l'altre compartiment hi hagi una altra moneda d'or?

Possible raonament intuïtiu

"Com que hi ha 2 caixes que contenen monedes d'or, n'he escollit una de les dues. Per tant, la possibilitat que l'altre compartiment contingui una altra moneda d'or és del 50%." FALS

Solució

Per explicar la solució, posem un nom a cada moneda tal com es mostra a continuació:

L'esquema de l'esquerra mostra les diferents possibilitats de trobar una moneda d'or en el cas d'haver trobat una de les tres monedes d'or en la primera elecció:

- Dos de cada tres vegades trobarem una altra moneda d'or, ja que en la primera elecció hi havia 2/3 de probabilitat de trobar la moneda "O1" o "O2".

- Per altra banda, una de cada tres vegades trobarem una moneda de plata, ja que en la primera elecció hi havia 1/3 de probabilitat de trobar la moneda "O3".

La revolució dels nanotubs de carboni!

2014-06-29T12:30:00.000+02:00

L'actual necessitat de cercar mètodes alternatius als combustibles fòssils ha portat a investigar a fons les propietats de materials i elements que facin més eficient l'obtenció d'energia.

Aquest és el cas de l'hidrogen, molt apropiat per utilitzar-lo com a combustible, bàsicament per dues raons: és fàcil d'obtenir i la seva combustió és neta (dóna aigua com a producte). Però un dels principals problemes que present és, deixant de banda que és altament inflamable, la seva densitat extremadament baixa, fet que dificulta moltíssim el seu transport i emmagatzematge. És aquí on entra en acció la nanotecnologia, concretament els nanotubs de carboni.

Aquestes estructures, de la mateixa família que els ful·lerens, consisteixen en uns cilindres buits construïts exclusivament d'àtoms de carboni. Ens ho podem imaginar com tires estretes de grafè enrotllades sobre si mateixes de manera que els extrems coincideixin.
Les seves curioses propietats han atret l'atenció de molts investigadors en els darrers anys, en el si de l'anomenada "Revolució nanotecnològica".

En primer lloc tenim la seva flexibilitat dimensional: tenen un diàmetre de l'ordre de nanòmetres però, en canvi, poden arribar a mesurar diversos centímetres de llargada. Per altra banda, són estructures pràcticament inertes (químicament parlant) i amb una elevada resistència a la tensió: per poder-ho comparar pensem en un fil d'acer de les mateixes dimensions que un nanotub de carboni. El nanotub, amb un pes 6 vegades inferior, té una resistència a la tensió fins a 100 vegades més gran!

També tenen propietats elèctriques molt diverses depenent de l'estructura que presentin, des de conductors a semiconductors; i propietats tèrmiques, com per exemple la seva gran estabilitat a temperatures molt altes i la seva gran conductivitat tèrmica.

Però una de les propietats més importats (i això ens porta al problema inicial de l'hidrogen) és la seva capacitat per emmagatzemar gasos sense reaccionar amb ells. Una estructura feta de milions de nanotubs de carboni presentaria una gran porositat que faria molt més fàcil i eficient el transport i emmagatzematge d'aquest gas.

Tot i els grans beneficis que en podem extreure, encara queda molt per investigar, sobretot en el camp de la medicina, on no està provat que els nanotubs de carboni no siguin tòxics per la salut.
De moment, haurem d'esperar a veure resultats de les investigacions que científics d'arreu del món estan duent a terme.

Per saber-ne més:
http://discovermagazine.com/2009/jul-aug/09-ways-carbon-nanotubes-just-might-rock-world

*Entrada modificada el 17 de juliol de 2014 per una suggerència d'en Jordi Morales.

Mesura del reg sanguini cerebral amb llum làser al costat del pacient

2014-05-29T20:00:00.000+02:00

Una innovadora i prometedora tècnica s’ha usat per monitoritzar el reg sanguini de pacients amb isquèmia cerebral individualment.

Els accidents cerebrals vasculars són una de les malalties en el món industrialitzat que causa més morts cada any, per la qual cosa, les millores en aquest camp mèdic tenen grans repercussions en la major part de la societat que coneixem. Un dels principals objectius és la millora en els tractaments, però també en el diagnòstic dels pacients amb isquèmia cerebral aguda. El que es vol és saber quina és l’evolució del pacient després d’un tractament.

Isquèmia cerebral i evolució amb el
temps. En més fosc la zona afectada
primer i la en gris més clar la zona
que surt afectada amb mort neuronal
durant la primera setmana i mes.

Un equip internacional d’investigadors guiats per la Universitat de Pensilvània i pel grup de recerca de Física Òptica Mèdica del Institut de Ciències Fotòniques (Barcelona) guiats pel Doctor Turgut Durduran, han presentat una millora en el diagnòstic i en el seguiment del pacient. Han introduït un aparell al costat del pacient (que per tant, no se l’ha de moure del llit quan se li està realitzant qualsevol prova). Aquest aparell té l'avantatge que no s'ha de moure al pacient i a més, que és barata comparada amb les altres tècniques amb un objectiu semblant.

El nou aparell es diu diffuse corelation spectroscopy (DCS, correlació de l’espectroscòpia amb llum difosa). Aquesta tècnica és no-invasiva (que no introdueix res dins del pacient, ni se li ha de practicar cap tipus de cirurgia). Només es tracta de posar un detector a la superfície del crani del pacient. El que fa aquest detector és mesurar les fluctuacions de llum infraroja que ha viatjat a través del crani i del cervell i ha tornat a la superfície (donades per un làser infraroig al costat del detector), tot comparant la llum que arriba amb la que ha sigut subministrada iniclament al pacient. Aquestes fluctuacions de llum són degudes al moviment de glòbuls vermells. Per tant, si es mesura el moviment dels glòbuls vermells, es pots mesurar el reg sanguini sota del crani.

Aparell de mesura amb una font i un detector. En colors el camí
que segueixen els fotons (partícules de llum) des de que surten
de la font, fins que arriben al detector. Quant més vermell és el
color, més probabilitat que el fotó segueixi el camí marcat.

Aquesta tècnica és prometedora en la mesura del reg sanguini després d’intervencions mèdiques guiades, per ajudar a determinar l’eficàcia de tractament mèdics,... fins i tot per monitoritzar la circulació en esportistes d’elit (o l’oxigenació de la sang durant esforç físic), o pel seguiment del creixement de tumors on es creen noves vies de circulació sanguínia.

L'aparell és tant útil que fins i tot s'ha desenvolupat una empresa amb aquesta tecnologia: “Hemophotonics”. Recentment aquesta empresa, tirada endavant amb un emprenedor que era ex-postdoctorant al grup de Turgut Durduran, va guanyar el premi d'innovació a la conferència SPIE Photonics Europe de la societat d'òptica SPIE.

Aparell de DCS desenvolupat per l'empresa "Hemophotonics".

Links d'interés:

http://www.hemophotonics.eu/

http://spie.org/x12290.xml

http://medicaloptics.projects.icfo.es/prototypes/

La font la podeu trobar a:

http://stroke.ahajournals.org/content/early/2014/03/20/STROKEAHA.113.004116.abstract

També podeu contactar amb l'autor del Blog de Cocociència Jordi Morales per més informació.

Pot la segona llei de la termodinàmica ser violada?

2014-05-17T12:00:00.000+02:00

Els objectes que medeixen pocs nanòmetres, com per exemple petites parts moleculars de les cèl·lules o alguns aparells manomètrics, estan contínuament exposats a col·lisions aleatòries degudes a les molècules de l’ambient. En aquest món fluctuant, les lleis fonamentals de la termodinàmica que governen el món que nosaltres coneixem s’han de redefinir.

Llum làser i nanopartícula en

el focus del làser. D'aquesta

manera es pot veure com

la partícula és estable en una

posició de l'espai.

Un equip de ICFO (Institut de Ciències Fotòniques de Barcelona), el Swiss Federal Institute of Technology in Zurich i la Universitat de Viena han trobat que una nanopartícula atrapada amb un làser (amb llum) viola temporalment la segona llei de la termodinàmica, cosa que és impossible d’imaginar a l’escala de temps en el que els humans vivim. Aquest article ha estat publicat a la famosa revista Nature (Nature Nanotechnology).

Experimentalment l’equip d’investigadors han sigut capaços de capturar nano-esferes (esferes que medeixen uns quants nanòmetres. Recordem que un nanòmetre és la part resultant al dividir un mil·límetre en un milió de talls!) i mantenir-les en un lloc estable, a més de poder mesurar la seva posició en 3D al mateix moment amb una precisió increïble. A la trampa (com ells anomenen el lloc on es col·loca la nano-esfera) la partícula pot notar fins i tot els xocs amb les partícules de gas del voltant. Amb gran intel·ligència poden refredar la molècula utilitzant llum làser i per tant, portar-la a un estat de baixa energia(estat relaxat). Llavors, desconnecten els làsers i poden observar el moviment de la partícula fins que torna a recuperar la temperatura de l’ambient (temperatura més alta) gràcies a l’absorció de l’energia de les partícules de gas. S’esperaria que la partícula absorbís llum fins a tenir l’energia del sistema, per tant, de passar a un estat estable d’energia entre la partícula i el sistema.

Han observat que aquestes esferes estudiades individualment a vegades no segueixen la segona llei de la termodinàmica: la nano-esfera en lloc d’absorbir energia (perquè està inicialment en un estat d’energia inferior a la del medi) en dóna més al medi i per tant, es relaxa encara més! La teoria que se’n deriva analitzant els experiments confirma que la segona llei de la termodinàmica pot no ser vàlida a la nanoescala en partícules individuals. En tot cas, quan estudien tot el conjunt de les nanopartícules (fent una mitjana amb totes) sí que troben que la llei es compleix.

En aquest experiment es pot dir que les fluctuacions quàntiques fan que la teoria macroscòpica (la segona llei de la termodinàmica tal com la coneixem) no es compleixi quan s’estudien nano-esferes individualment!

Aquest article ens pot fer canviar la visió del que són els efectes individuals i col·lectius a la nanoescala.

Anirem informant dels seus progressos!

Font: http://www.nature.com/nnano/journal/v9/n5/abs/nnano.2014.40.html

Com convertir aigua bruta en aigua potable?

2014-05-11T12:00:00.000+02:00

Actualment hi ha 750 milions de persones que no tenen accés a l'aigua potable. Uns 1.400 nens moren cada dia a causa de les malalties associades a la manca d'aigua potable.

L'ampolla LifeSaver, desenvolupada
per Michael Pritchard el 2007

Amb la finalitat de posar fi a aquest tràgic fet, Michael Pritchard va desenvolupar l'any 2007 l'anomenada "LifeSaver bottle" (en català: ampolla salvavides). L'ampolla Lifesaver permet purificar entre 4.000 i 6.000 litres d'aigua i està preparada per deixar de funcionar quan s'ha arribat al límit.

Està formada per un filtre de carboni de 15 nanòmetres (equivalent a una mil milionèsima part de metre: 1nm=$10^{-9}$ m).

Els bacteris més petits tenen una mida d'uns 200 nm, mentre que els virus més petits són de 25 nm. Per tant, com que el filtre de l'ampolla salvavides té uns porus de 15 nm, ni bacteris ni virus podran passar a través seu, cosa que permet garantir la completa seguretat de l'aparell.

L'aparell va ser analitzat per la "London School of Hygiene & Tropical Medicine" i es va provar que filtrava tot tipus de virus i bacteris.

Michael Pritchard

"Amb 20 mil milions de dòlars tothom podria tenir accés a l'aigua potable. D'aquesta manera, els 3,5 mil milions de persones que pateixen cada dia i els 2 milions de nens que moren cada dia viuran."

Michael Pritchard - 2009

Per a més informació:

- TED talk - Michael Pritchard

- http://www.lifesaversystems.com/

Nombres perfectes!

2014-04-26T18:00:00.000+02:00

És curiós adonar-se que al llarg de la història de les matemàtiques sempre hi ha hagut una certa tendència a buscar la perfecció. Observem els pitagòrics, per exemple, entusiasmats per les propietats "perfectes" del número 10 o dels polígons regulars. Tal és aquesta búsqueda, que s'han considerat perfectes uns nombres en concret.

El nombres perfectes són aquells en que la suma dels seus divisors és igual al propi nombre. Per exemple, el nombre perfecte més petit és el 6, els divisors del qual són 1, 2 i 3. Podem comprovar que 1+2+3=6. El següent nombre perfecte és el 28 (el seus divisors són 1, 2, 4, 7 i 14). El 6 i el 28 són especials en la categoria de nombres perfectes, ja que s'ha pogut demostrar que tots els nombres perfectes parells acaben en 6 o 28. Justament, després del 28, el següent nombre perfecte és el 496, i el de més enllà és el 8128. El cinquè ja el trobem molt més separat, és el 33.550.336.

Deu primers nombres perfectes

Les propietats dels nombres perfectes van ser plantejades per Euclides cap al 300 a.C. en el seu llibre "Els Elements", i més tard van ser estudiades a fons per Nicòmac de Gerasè al segle 1 d.C.

Els nombres perfectes estan directament relacionats amb els anomenats "nombres de Mersenne", que tenen la forma $2^{n}-1$ i, encara que sempre són imparells, no sempre són primers. Per trobar nombres perfectes parells a partir dels nombres de Mersenne aplicarem una fórmula trobada conjuntament per Euclides i Euler:

$2^{n-1}(2^{n}-1)$ on $2^{n}-1$ ha de ser un nombre primer de Mersenne.

Però encara no ho sabem tot dels nombres perfectes. Per una banda, tal i com passa amb els nombres primers, no s'ha demostrat que siguin infinits, tot i que la majoria d'experts asseguren que si. I per altra banda, encara no s'ha trobat cap nombre perfecte imparell. El matemàtic anglès James Joseph Sylvester va assegurar que trobar un nombre perfecte imparell seria gairebé impossible per totes les condicions que hauria de complir: se sap que hauria de tenir 8 divisors primers diferents (un d'ells més gran de un milió) i tenir com a mínim 300 dígits!

Més informació:
-Llista dels 48 primer nombres perfectes trobats:
http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/mat/numperfe_esp.pdf

Inmunotoxines: bales màgiques contra el càncer

2014-04-13T12:00:00.000+02:00

Pràcticament tots els dies, a la televisió o en converses amb amics o familiars, apareix la paraula càncer. Darrera d'aquesta paraula, sentiments de por, tristesa o resignació, perquè és "l'emperador de tots els mals". Una malaltia que sembla ser de la nostra època, encara que ha acompanyat la humanitat des del principi. S'han trobat rastres del càncer en mòmies de fa mes de 3000 anys.

Què té d'especial aquesta malaltia, que fa que sigui tan destructiva i tan difícil de curar?

Per entendre com de difícil és curar el càncer, el primer que cal saber és que en realitat no és una malaltia, sinó un conjunt molt gran de malalties que tenen en comú un creixement exagerat i descontrolat de les nostres cèl·lules. Aquestes cèl·lules canceroses creixen, formant masses, tumors, que invadeixen els nostres teixits i òrgans fins que aquests deixen de funcionar i provoquen la mort de la persona. La paraula càncer prové del llatí i del grec, karkinos significa cranc, i fa referència a la forma amb la qual alguns tipus de càncer s'extenen pels teixits.

Com s'origina el càncer?

Cadascuna de les nostres cèl·lules té la informació genètica necessària (el seu ADN) per assegurar el seu correcte funcionament dins d'un ésser viu, i que farà que formi part del fetge o esdevingui una cèl·lula sanguínia, per exemple. Però si aquesta informació continguda en l'ADN canvia, mitjançant el que en ciència denominem mutacions, una cèl·lula normal pot transformar-se en una cèl·lula cancerosa. En molts aspectes és igual a les normals, però amb capacitat per dividir-se de forma descontrolada i amb noves funcions. Aquests dos aspectes són claus per entendre perquè és tan difícil eliminar el càncer. Per una banda, per la seva capacitat brutal de créixer i extendre's, i per l'altra, perquè com que són cèl·lules tan similars a les normals, poden mantenir-se amagades i invisibles al nostre sistema de defense, el sistema inmunològic.

Imatges en 3D d'una cèl·lula normal evolucionant a un càncer invasor (d'esquerra a dreta).

Font: National Cancer Institute

Fins fa relativament poc, l'únic tractament contra el càncer era la cirurgia. S'eliminava no només el tumor, sinó les zones del seu voltant, per tractar de netejar l'organisme. Tot i això, habitualment, el càncer tornava a aparèixer amb més violència. Més endavant van aparèixer drogues, compostos químis que, per les seves caractarístiques, eren tòxics per les cèl·lules tumorals, i per tant podien eliminarles, i molècules radioactives que de manera més localitzada també eren capaces d'eliminar les cèl·lules tumorals. Això va comportar el naixement de la quimioteràpia i la radioteràpia, que avui en dia segueixen sent imprescindibles en el tractament del càncer. Ara bé, aquestes formes de teràpia tenen un gran inconvenient: són molt agressives i produeixen molts efectes secundaris. Per què? Perquè no són capaces de distingir entre cèl·lules normals i les transformades o canceroses, i perquè en moltes ocasions no són capaces d'eliminar-les completament. És a dir, a banda de matar cèl·lules canceroses, també matem cèl·lules sanes.

Què podem fer? Tenim altres armes per combatre el càncer?

Permeteu-me una petita reflexió. Quan als nens se'ls pregunta: "Què vols ser de gran?", normalment les respostes tenen a veure amb el que ells consideren els seus herois: bombers, princeses, policies, astronautes, i més recentment futbolistes, actrius, models, o guanyadors d'un reality de televisió. Tot i això, molt poques vegades contesten: "Científic!".

Possiblement sigui culpa nostra, dels majors, els que no sabem transmetre'ls que els científics estan darrera de tots els avanços que ens ajuden a viure millor. No podríeu xatejar, ni whatsapejar-se sense els descobriments d'informàtics i enginyers; no tindríem vacuna contra la varicel·la o la grip, sense el treball de bioquímics o metges, entre d'altres.

Ara mateix, milers i milers de científics estan treballant per tractar de curar patologies. Científics, que potser de nens volien ser futbolistes o actrius i que ara posen el seu gra de sorra i tot el seu esforç per guanyar-li la batalla al càncer. Tots ells són herois, esperant que vosaltres volgueu seguir els seus passos. Gràcies a ells, cada vegada més sovint aparèixen notícies sobre els últims avanços tecnològics i descobriments per lluitar contra aquesta malaltia terrible.

M'imagino, fa més de 100 anys, a Paul Ehrlich, un nen alemany, que potser de petit volia ser director de cine, però que mai va somiar amb què una idea seva arribaria a revolucionar el tractament de moltes malalties, entre elles el càncer.

Seria possible unir una d'aquestes drogues que maten cèl·lules a una altra molècula per a què només actuï contra les cèl·lules tumorals?

Ell les va anomenar bales màgiques, que actuarien com els míssils teledirigits que estan tant de moda en les guerres actuals. I aquest va ser l'origen d'un nou tipus de tractament: la inmunoteràpia.

"Inmuno-" pel fet que es basa en unes proteïnes que formen part del nostre sistema inmunològic: els anticossos. El nostre sistema inmunològic s'encarrega de protegir l'organisme d'elements estranys causants de malalties. Com? Distingint entre el que és nostre i el que és estrany, i en aquest reconeixement, que és absolutament específic, els anticossos juguen un paper fonamental. Tenim milions d'anticossos capaços de reconèixer milions de molècules estranyes, i el que és més important, gràcies al treball de molts científics (Koller i Milstein, per exemple), som capaós de produir-los i modificar-los per fer-los encara més versàtils i millors.

Tornem una mica enrere. Les cèl·lules tumorals són quasi idèntiques a les cèl·lules normals, però només "quasi". Si aconseguíssim trobar alguna cosa que les diferenciï, un marcador tumoral, i aconseguíssim un anticos que les reconeixi, podríem fer que el nostre sistema inmunològic ataqui només a cèl·lules tumorals. Novament, milers de científics s'han centrat a buscar, i en molts casos trobar, aquests marcadors de les cèl·lules canceroses, per poder actuar contra elles sense afectar a les cèl·lules normals. La inmunoteràpia és específica, i per això no només evita els efectes secundaris del tractament tradicional, sinó que a més és més efectiu.

I si uníssim a aquests anticossos, que només actuen contra aquest tipus de cèl·lules tumorals, una droga o una toxina?

Obtindríem les inmunotoxines, les "bales màgiques" que va imaginar Paul Ehrlich fa mñes de 100 anys, i que ara són una esperança en la lluita contra el càncer.

Imagineu que un pacient amb un tipus de càncer concret (de còlon, per exemple) li subministrem una inmunotoxina capaç de reconèixer "el seu marcador tumoral". La inmunotoxina viatja per l'organisme, esquivant les cèl·lules normals fins arribar a l'intestí, i allà en el còlon troba la seva diana, el seu objectiu, les cèl·lules canceroses. Una vegada que les troba, s'uneix a elles i allibera al seu interior la toxina o droga que porta unida. Aquestes, gràcies a la seva naturalesa i a la seva activitat, maten a la cèl·lula cancerosa. Missió complerta. Enemic eliminat.

Han hagut de passar més de 100 anys, per a què poguem parlar d'aquests tipus d'armes o medicaments intel·ligents, però encara no hem guanyat, queda molt de camí. El càncer és un enemic astut, capaç d'amagar-se, de canviar. Queda molt per fer, cal seguir perfeccionant les nostres "bales màgiques", per assegurar que arribin gins al mateix centre del tumor, per fer-les més efectives. Cal buscar marcadors per cada tipus de càncer, cal descobrir les cèl·lules canceroses abans que s'extingeixin.

Es pot curar el càncer?

Alguns sí, d'altres encara no, però anem pel bon camí. Hem de seguir entenent com funcionen les nostres cèl·lules i com es transformen. Cal seguir construint nous dissenys d'inmunotoxines, de molècules, basades en els nostres anticossos, que siguin més eficaces. Cada vegada tenim més coneixement i més eines. Cal invertir recursos i temps. I sobretot, és necessari que quan als nens se'ls pregunti què volen ser de grans, cada vegada més responguin: "Jo, científic".

Escrit per Javier Lacadena, professor titular del Departament de Bioquímica i Biologia Molecular, Facultat de Ciències Químiques, de la Universitat Complutense de Madrid.

Traducció de la revista ENCIENDE.

Respostes rere el son: per què dormim?

2014-03-19T20:00:00.000+01:00

Ens passem aproximadament un terç de les nostres vides dormint i, tanmateix, no sabem encara ben bé a sant de què ho fem. Per què dormim? Per què somniem? La medicina del son (de l'anglès sleep medicine) és una branca de la neurociència que precisament intenta respondre aquestes preguntes - i d'altres de semblants.

Diuen que vivim en una "societat estressada", que el constant accés a la informació i que el gairebé interminable reguitzell de tasques diàries fa que un segon valgui un imperi i que el temps sigui una valiosíssima possessió. Com a conseqüència, som una societat que cada cop acumulem més dèficit de son (més per decisió pròpia que no pas per desordres d'insomnia) i, eclipsats per tot allò que ens manté desperts, dormim en molts casos menys hores de les que toca.

No ens enganyem; dormir és ara una molèstia. I no només ara: de què els hi servia als primats avantpassats quedar-se inconscients un nombre periòdic d'hores, exposats així als perills que de ben segur els envoltaven? I, tot i així, les necessitats de son no han sigut considerades per la selecció natural com un mer caràcter perjudicial a eliminar, sinó que s'ha mantingut al llarg de la història, establint-se com un estat inherent a la condició humana. Quin és el motiu aparentment ocult que s'amaga rere el dormir?

D'entrada, sembla haver-n'hi varis. La comunitat científica ja fa temps que sap que dormir és essencial en el procés de consolidació de memòries i que també és una peça central en la formació de connexions neuronals i en la restauració i reparació de vies metabòliques. Paral·lelament, durant les hores de son es duu a terme un procés de manteniment fisiològic cerebral, és a dir, una "neteja" de tot el "rebuig" produït en el cervell durant la vigília.

Per entendre-ho hem d'imaginar-nos el cos com una màquina que necessita combustible per funcionar, però que acaba produint "deixalles" i necessita també un manteniment per seguir funcionant. Moltes vegades, aquestes restes són tòxiques i necessitem eliminar-les, tal i com passa quan els nostres músculs funcionen anaeròbicament en exercici i es formen les anomenades "agulletes". En aquest cas, el sistema limfàtic és capaç d'eliminar el rebuig, actuant com una espècie de rentaplats biològic. Però el cervell queda fora de l'abast de l'acció del sistema limfàtic i té, en canvi, un de propi: l'anomenat sistema glimfàtic, basat en l'intercanvi de sòlids i fluïds entre el fluid intersticial (ISF) i el fluid cerebroespinal (CSF).

Quan dormim, les cèl·lules del teixit cerebral s'encongeixen i permeten una major penetració del CSF per tal de facilitar el procés de neteja. Quan estem desperts, la constant informació sensible que rebem del nostre entorn a través de la percepció bombardeja el cervell i manté precisament la nostra consciència: qui som, què fem i on estem. Quan dormim, en canvi, l'estat de consciència com a tal es trenca, i esdevenim sords, cecs i en general aliens a tot el que ocorre al nostre voltant: el cervell, ara que no es veu bombardejat per informació de l'exterior que ha d'interpretar, pot encarregar-se d'autoreparar-se.

Quan aquest procés es trenca (per exemple, quan no dormim les hores necessàries per tal que el cervell efectuï aquest procés de manteniment) es produeix l'anomenat efecte de privació del son i la nostra atenció a l'entorn disminueix i es detecten pèrdues a nivell memorístic, producte segurament de l'obstrucció cerebral.

Per què fa més fred a Nova York que a Barcelona?

2014-02-26T19:00:00.000+01:00

Per tots és conegut que a la Terra a mesura que ens desplacem cap a les zones polars la temperatura de l'aire disminueix, però no ho fa de la mateixa manera a tot arreu, doncs per exemple tot i que Barcelona i Nova York comparteixen una latitud semblant d'uns 40º N, el clima a la capital catalana és molt més suau que a Nova York on són habituals grans nevades a l'hivern i en canvi a l'estiu es poden superar els 40ºC!

Llavors, què provoca que tot i tractar-se de dues ciutats a una latitud molt semblant pateixin climes tan diferents?

La resposta la trobem en els oceans del món i les principals corrents que aquests descriuen en el que es coneix com a Cinta Transportadora Oceànica.

L'aigua oceànica descriu un bombeig produït per les diferències de salinitat i de temperatura de la següent manera:

1- Les masses d'aigua properes a la zona equatorial són més càlides que les que es troben a les zones polars, produint un moviment convectiu on l'aigua càlida ascendeix cap als Pols i l'aigua freda retorna cap a l'Equador.

2- Tot i que els oceans són d'aigua salada no totes les masses d'aigua presenten la mateixa concentració de sal. Això implica que les regions més salades siguin més denses i per tant que aquestes masses tinguin tendència a "enfonsar-se".

Representació de la Cinta Transportadora Oceànica o Corrent Termohalina

Representació de la corrent del Golf
i de l'Atlàntic Nord

Concretament la part d'aquesta cinta transportadora que fa que Europa gaudeixi d'un clima més suau que no pas Estats Units és la corrent del Golf.

La superfície oceànica propera al Golf de Mèxic s'escalfa i circula cap al Pol Nord arrossegant la seva calidesa i aportant un major efecte d'esmorteïment als canvis de temperatura a Europa.

A mesura que l'aigua càlida de la superfície s'acosta més al Pol Nord, aquesta es refreda ràpidament, i fins i tot pot formar gel (format per aigua dolça) alliberant la sal sobrant que contribueix a augmentar la densitat de la resta d'aigua i fer que aquesta s'enfonsi cap a les profunditats oceàniques.

Així doncs l'efecte esmorteïdor dels oceans és diferent sobre cada regió en funció de la circulació oceànica descrita i els seus efectes són notables. Es calcula que si no fos per la corrent del Golf, les temperatures de ciutats Europees com Barcelona serien uns 5ºC inferiors en mitjana, i a més a més es produirien situacions meteorològiques més extremes com les que tenen lloc a Nova York (estius molt calorosos, hiverns freds i amb nevades abundants)

Per aquest motiu, l'IPCC també té en compte en les seves avaluacions sobre el canvi climàtic quin és el comportament de la Cinta Transportadora Oceànica, ja que un desglaç excessiu dels Pols pot aportar suficient aigua dolça com per alterar-ne la circulació, com va passar fa més de 10.000 anys on el desglaç dels grans llacs de Nord Amèrica va aturar la corrent del Golf, submergint a Europa en una edat de gel.

Per acabar us deixem amb un fragment del documental "Una veritat incòmode" d'Al-Gore on es parla sobre la cinta transportadora:

IMPACTANT: 1 + 2 + 3 + 4 + ... = -1/12

2014-02-15T19:30:00.000+01:00

$1 + 2 + 3 + 4 + ... = \frac{-1}{12}$

A primer cop d'ull, l'expressió anterior pot semblar una tonteria, però és una igualtat acceptada per diferents físics i matemàtics si la suma s'extén fins a l'infinit.

De fet, aquesta igualtat és utilitzada en molts àmbits diferents de la física, com per exemple en la teoria de les cadenes. Quan la vaig veure per primer cop a Numberphile, simplement no m'ho podia creure. Em van venir al cap moltes preguntes:

- Com pot ser que la suma de molts (i encara molts més) nombres positius tingui com a resultat un nombre negatiu?
- Per què el resultat de la suma és un número fraccionari?
- I la més impactant de totes, com és que el resultat de la suma no és $\infty$?

$$\sum_{n=0}^{\infty}n=\frac{-1}{12}$$

Evidentment, les persones que no coneguin aquesta igualtat no se la creuran si no els la demostres. Passem doncs a veure una demostració (tot s'ha de dir, no massa rigorosa, però força entenedora):

Per demostrar-ho ens fixarem primer en 2 sumes diferents $S_{1}$ i $S_{2}$:

1. $S_{1}=1-1+1-1+1-1+...$

Fixem-nos que:
$S_{1}=1-1+1-1+1-1+...$
$S_{1}=1-(1-1+1-1+1-1+...)$
$S_{1}=1-S_{1}$
$2S_{1}=1$
$$S_{1}=\frac{1}{2}$$
Aquesta suma també és coneguda com a sèrie de Grandi en honor a Guido Grandi, un matemàtic italià del segle XVIII, que va estudiar-la i va fer-ne algunes aportacions destacades.
Val a dir, però, que es tracta d'una sèrie divergent, és a dir, que a la llarga no convergeix a un punt "estable" (ja que el valor de la sèrie es manté oscil·lant, prenent únicament els valors 0 i 1). Tot això implica que no és una suma entesa tal com la coneixem habitualment.

2. $S_{2}=1-2+3-4+5-6...$

Quant val $S_{2}$ si extenem la suma a l'infinit?

Per trobar el valor de $S_{2}$ fem una suma terme a terme, desplaçant un dels sumands una posició cap a la dreta. És a dir:

$S_{2}=1-2+3-4+5-6...$

+ $S_{2}=$ $1-2+3-4+5-6...$

$2S_{2}=(1+0)+(-2+1)+(3-2)+(-4+3)+(5-4)+...$

$2S_{2}=1-1+1-1+1-1+...=S_{1}$

$2S_{2}=\frac{1}{2}$

Per tant:
$$S_{2}=\frac{1}{4}$$

Nota: Podem trobar directament $S_{2}$ d'una manera alternativa per mitjà de la fórmula $1+x+x^2+x^3+...=\frac{1}{1-x}$ on $x<1$ (Vegeu aquest document). Si derivem l'expressió anterior obtenim: $$1+2x+3x^2+4x^3+...=\frac{1}{(1-x)^2}$$ $$$$Per x=-1 tenim que: $$S_{2}=1-2+3-4+5-6+...=\frac{1}{4}$$

Sabent que $S_{2}=\frac{1}{4}$, sigui $S=1+2+3+4+5+6...$, restant $S_{2}$ a $S$ podrem obtenir el sorprenent resultat de $-\frac{1}{12}$:
$S=1+2+3+4+5+6...$
$-(S_{2}=1-2+3-4+5-6...)$

$S-S_{2}=(1-1)+(2+2)+(3-3)+(4+4)+...$

$S-S_{2}=4+8+12+16+...$

$S-S_{2}=4(1+2+3+4+...)$

$S-S_{2}=4S$

$S-\frac{1}{4}=4S$

$3S=-\frac{1}{4}$

$$S=-\frac{1}{12}$$

L'expressió a la qual ens referim s'ha utilitzat en molts àmbits diferents de
la física, com per exemple en la teoria de les cadenes.

Increïble, oi?

Per a més informació:
- Sèries convergents
- Sèries divergents

Us recomano els següents vídeos de Numberphile:

Isaac Asimov i el 2014

2014-02-09T20:00:00.000+01:00

Us semblarà una bajanada però, us ho cregueu o no, molts dels invents que avui en dia fem servir i moltes de les fites que hem arribat a aconseguir provenen d'històries de ficció: des dels populars films d'Star Trek fins a les obres d'Hergé. Algun exemple? N'hi ha un munt: des dels ordinadors portàtils i els porters automàtics de les cases, fins als GPSs o fins i tot els mòbils. Tot plegat ho hem arribat a aconseguir només després que un autor de ciència ficció fos capaç d'imaginar-ho.

I parlant precisament d'autors de ciència ficció n'hi ha un de molt popular que va intentar preveure, ara farà uns cinquanta anys, què és el que hauria passat el 2014. El més sorprenent és que imaginava un món, tècnicament parlant, força més evolucionat del que tenim avui en dia. Malgrat tot, en la gran majoria de les seves prediccions va encertar. Repassem-ne unes quantes:

- "Els aparells no tindran cables: faran servir bateries de llarga duració"
Tant de bo... Si bé és cert que hi ha aparells que funcionen sense cables, no tots ho fan ni la seva bateria dura gaire. Amb tot, cal destacar que invents que fan ús de piles o bateries com els auriculars que, treballant amb tecnologia Bluetooth i bateries, són capaços de reproduir la música i l'àudio en general d'un ordinador o d'un mòbil a què estiguin connectats.
- "Els cotxes s'elevaran uns centímetres del terra"

Avui en dia disposem de trens que treballen amb imants de forma que el vehicle no ha de tocar el terra. La disminució en termes de fregaments que això implica és tant gran que els seus passatgers poden assolir velocitats enormes quan hi viatgen. Malgrat tot, no és cert que tinguem cotxes que siguin capaços de fer-ho.
- "Els robots no seran molt comuns ni bons el 2014, però existiran"
I tant! Des de robots de cuina fins a petits experiments amb robots que són mitjanament capaços de mantenir una conversa senzilla o de cantar. Fins i tot en tenim un que, tal i com també va predir Asimov, està a Mart, prenent dades per tal que els nostres científics les estudiïn.
- "Hi haurà una planta de fusió nuclear experimental"
De nou, tant de bo en tinguéssim una. Si no fos perquè el que s'ha aconseguit fins ara faria que aquesta energia no fos viable econòmicament parlant, es tractaria d'una forma d'energia cara però neta (la fusió no genera residus, com ho fan el petroli i les energies més convencionals) i, per tant, la millor de les opcions possibles avui en dia per generar electricitat. En qualsevol cas, sembla ser que no està tant lluny: cap al 2020 investigadors francesos podrien tenir resultats esperançadors.

Segurament us preguntareu què hi fa una entrada sobre aquest tema en un blog de difusió científica, però és que hi estan molt relacionats: com es deia al principi, molt sovint les idees dels enginyers que canvien el nostre dia a dia provenen de la ficció i sempre és curiós saber què esperava del futur un gran autor de fantasia. Però bé, en qualsevol cas, què espereu vosaltres que hagi canviat el 2114?

Llegir-ne més

D2O: Aigua pesant

2014-02-01T18:00:00.000+01:00

Heu vist mai un glaçó enfonsar-se en un got d'aigua? Probablement no, i segur que sona estrany... No hauria de surar? No, si estem parlant d'aigua pesant!

El gel que estem acostumats a veure, el que podem fer al congelador de casa, és menys dens que l'aigua i, per tant, quan posem un tros de gel en un got amb aigua, flota. L'aigua pesant és especial, tant que els seus glaçons s'enfonsen en un got d'aigua enlloc de surar.

Us ho explico:

L'aigua pesant està formada per deuteri enlloc d'hidrogen, d'aquí que la seva fórmula química sigui D₂O enlloc de H₂O. El deuteri és un isòtop de l'hidrogen, és a dir, té els mateixos protons al nucli (en aquest cas només un) però diferent nombre de neutrons. Si l'hidrogen corrent no té cap neutró al nucli, el deuteri en té un. Això significa que té un nucli més pesat que l'hidrogen, en concret el doble de pesat i, per tant, un glaçó d'aigua pesant ha d'enfonsar-se per força en un got d'aigua "normal".

Parlant numèricament, a 20 ºC l'aigua comuna té una densitat de 0,9982 g/mL, mentre que en l'aigua pesant és de 1,1056 g/mL. I hi ha altres diferències, per exemple l'aigua pesant fon a 3,82 ºC enlloc de 0 ºC i el seu pD (equivalent al pH de l'aigua comuna) és lleugerament bàsic (7,41), i no totalment neutre.

A la Terra, l'aigua pesant es troba de forma natural barrejada amb l'aigua comuna, en una proporció d'una molècula per cada 3200 molècules d'H₂O. Tanmateix, es pot obtenir també de manera artificial a través de mètodes químics, el més important és el mètode Geib-Spevack.

Malauradament, una de les aplicacions més importants de l'aigua pesant és en la producció d'energia i armes nuclears, ja que el deuteri actua com a moderador nuclear (el que constitueix un medi adequat per tal que la reacció es doni en cadena i eficaçment). Això va portar, durant la Segona Guerra Mundial, al que es coneix com a "Batalla de l'aigua pesant": els aliats van atacar la primera fàbrica d'aigua pesant comercial, situada a Vemork, Noruega, amb la finalitat d'impedir que l'Alemanya nazi contruís armes nuclears.

Actualitzat el 7 de febrer de 2014 gràcies a una aportació de Pep Anton Vieta.

La DeepWeb

2014-01-25T19:00:00.000+01:00

Sabíeu que la gent comuna només té accés a menys del 10% de totes les pàgines web? A les profunditats de la xarxa, on l'anonimat està garantit, tot és possible: és el que es coneix com la DeepWeb.

Imaginem que volem entrar en una pàgina web. Quina és la primera cosa que fem? Si coneixem la direcció, la introduïm directament, i si és desconeguda utilitzem un buscador, com ara Google. Però... què passaria si existissin webs que no estiguessin indexades als buscadors, i únicament hi poguessin entrar alguns "escollits"?

El concepte que estem tractant és el següent: pàgines web totalment anónimes i desconegudes per la major part de la societat. I és precisament el que busquen els usuaris d'aquests tipus de web: ser anònims.

A les págines comunes, naveguem. A la DeepWeb, el concepte és diferent: Internet està dividit en nivells. El que diferencia els nivells és la complexitat per entrar en ells, i es parla del nivell 5 com a últim nivell (tot i això, també hi ha teories que afirmen que hi ha fins a 10 nivells). Aquí el concepte de navegar canvia: ens submergim.

Ser anònim és perillós, ja que no existeix la por a ser descobert, total llibertat, i per tant, la DeepWeb no té cap mena de regulació.

En aquest tipus de webs (anomenades Onion) podem trobar material de tot tipus:

- Destaca sobretot alguns tipus de pornografia il·legal, ja que en aquest tipus de webs els consumidors d'aquest tipus de vídeos poden descarregar material sense por. De fet hi ha fins i tot wikis dedicades exclusivament a compartir aquest contingut. Alguns moviments en contra d'aquest tipus de pornografia, o la policia, creen webs esquer per localitzar els visitants: però és molt més dificil gràcies a la seguretat que ofereixen aquests nivells.

- Els videos més forts de tota la xarxa es troben en aquest tipus de Webs, de tot tipus; hi ha fins i tot fòrums dedicats a recopilar videos de suicidis i temàtica gore, i documents que parlen sobre experiments humans.

La DeepWeb és perillosa. Està bé conèixer-la, però no és gens recomanable provar d'entrar-hi sense tenir uns sòlids coneixements de seguretat informàtica i, sobretot, sense tenir les coses molt clares. El contingut allà dintre no està regulat. T'hi pots trobar qualsevol cosa.

Missió Gaia: la Galàxia en 3D!

2013-12-21T14:51:00.000+01:00

Us imagineu poder observar un catàleg 3D format per 1000 milions d'estels de la Via Làctia? Això serà possible gràcies a la missió espacial Gaia, que enregistrarà el moviment, posició, espectre i altres característiques dels estels amb una precisió mai obtinguda abans, al mateix temps que posarà a prova la teoria de la Relativitat General, la Gravitació de Newton i l'existència de la matèria fosca!

El passat 19 de Desembre a les 9:12 T.U. es va produir el llançament del satèl·lit espacial Gaia, des de les instal·lacions de la l'Agència Espacial Europea a la Guaiana Francesa; però els preparatius de la missió Gaia van començar fa 15 anys!

Què és el satèl·lit Gaia?

El satèl·lit compta amb 2 telescopis formats per 6 miralls i un pla focal de 1000 milions de píxels, fent que esdevingui la càmera més gran mai abans construïda; per fer-nos una idea, la seva precisió és equivalent a poder distingir des de la Terra la pupil·la d'un home situat a la Lluna- tal com explicava Jordi Torra, investigador principal del projecte a la Universitat de Barcelona.

El satèl·lit trigarà gairebé un mes a arribar a una zona gravitacionalment estable, coneguda com el punt L2 situat a 1,5 milions de km de la Terra, des d'on començarà a recollir informació a partir de tots els punts lluminosos de l'espai.

Quina informació aportarà?

Durant 5 anys Gaia farà un escombrat de 1000 milions d'estrelles (1% de la Via Làctia), passant més de 70 vegades per cada punt lluminós, generant en total un petabyte (1 milió de gigabytes) de dades que els astrofísics hauran de processar i analitzar. La informació aportada permetrà:

- Una precisió sense precedents en la determinació de la posició tridimensional, massa i moviment relatiu de les estrelles.També es podrà determinar l'edat de cada estrella.
- El percentatge d'estrelles que formen part de sistemes multi-estel·lars com els sistemes binaris.
- Determinació de la composició química que forma cada estrella així com la seva temperatura.
- Observació de centenars de milers de supernoves i milions de quàsars d'altres galàxies i d'altres cossos espacials com asteroides.

Tot plegat originant un mapa tridimensional que permetrà comprendre millor l'evolució de la nostra Galàxia, així com posar a prova els diversos models cosmològics.

Quines incògnites es podran resoldre?

Un dels grans dubtes que es pretén resoldre amb la informació que aportarà Gaia, és saber com es va formar la nostra Galàxia, identificant diversos tipus de families d'estels amb un origen comú, i saber si la Via Làctia es va formar per l'agregació d'altres galàxies més petites.

També es pretén esclarir si la Via Làctia està formada per 4 braços espirals o si en realitat són 2; i si les estrelles es desenvolupen al llarg d'un únic braç o si es poden moure lliurement d'un braç espiral a un altre.

Una de les incògnites més difícils de resoldre és la demostració de la presència i interacció de la matèria fosca (actualment es calcula que forma part del 90% de l'Univers). Tot i no ser observable directament, a partir de la gran precisió en el moviment dels astres obtinguda per Gaia, es podrien inferir els efectes gravitatoris de la matèria fosca.

Cal fer menció de la important col·laboració de científics, empreses i entitats de Cataluya i d'arreu de l'Estat Espanyol en aquest projecte. Per exemple el Centre de Processament de dades de Barcelona rebrà, juntament amb altres 5 centres al món, la tasca de tractar l'enorme quantitat de dades enviades per Gaia, superant una potència de càlcul de 6 bilions d'operacions per segon.

D'aquesta manera el 2018, any en que està planificat que sigui el darrer en funcionament del satèl·lit, no significarà el final de la missió Gaia, sinó que encara restaran molts anys per desxifrar els secrets que haurà enregistrat Gaia.

Per a més informació:

http://sci.esa.int/gaia/53536-esa-pr-44-2013-liftoff-for-esas-billion-star-surveyor/

La solidaritat no degenera: La Marató de TV3

2013-12-15T15:47:00.000+01:00

Aquest és el lema de La Marató de TV3, enguany dedicada a les malalties neurodegeneratives, que, tot i la profunda crisi en què estem immersos, intentarà superar els grans éxits dels últims anys.

"Naixem amb 100.000 milions de neurones. Amb el pas del temps, algunes es van perdent i moren, però el nostre cos només és capaç de crear-ne algunes de noves, molt poques. Es tracta d’un procés natural lligat a l’envelliment de les persones. De vegades, però, les neurones emmalalteixen o moren més ràpidament del que és normal. És llavors quan apareixen les malalties neurodegeneratives. No són malalties de gent gran, sinó que poden afectar qualsevol edat, des de la infància."
Font: La Marató

Actualement, les malalties neurogeneratives no tenen cura, només existeixen tractaments que retarden l'aparició dels símptomes. És per aquest motiu que la recerca és la clau per poder trobar una solució a malaties com l'Alzheimer o el Parkinson, i tu tens l'oportunitat de contribuir-hi.

Els donatius recaptats aniran destinats a la recerca científica i tecnològica amb l'objectiu de "trobar teràpies noves, idear mecanismes de resposta individualitzada i cercar estratègies preventives". Amb això s'aconseguirà el gran propòsit: que els pacients d'una malaltia neurodegenerativa deixin de tenir una vida limitada i es converteixin en persones amb una vida plena.

Com pots fer un donatiu?
Ho pots fer de moltes maneres diferents i molt fàcilment:
- Fent un donatiu on-line a través del portal de La Caixa.
- Fent una transferència.
- Mitjançant l'aplicació de La Marató per telèfons intel·ligents.
- A través dels caixers automàtics de "La Caixa".
- Trucant al telefon 905 11 50 50

Al llarg del dia i arreu de Catalunya s'han organitzat nombroses activitats amb la intenció de recaptar fons per aquesta causa tan solidària. Des de CocoCiència t'animem a participar-hi i a fer un donatiu per ajudar a trobar una cura definitiva a aquestes malalties.

Més informació:
- La Marató de TV3
- Document informatiu

Tu també tens al·lèrgia?

2013-11-30T19:30:00.000+01:00

Si ets al·lèrgic segur que reconeixes aquests símptomes: picor als ulls i a la pell, mucositat fluida, molts esternuts, molèsties a l'hora de respirar, i un llarg etcètera. Però perquè ens passa això? Què fa que el nostre cos reaccioni d'aquesta manera?

Es pot dir que l'al·lèrgia és una reacció "exagerada" davant de substàncies inofensives que entren al nostre cos. En una situació normal, si una partícula, per exemple de pols, entra al cos, el sistema immunitari s'encarregaria d'eliminar-la i no hi hauria més problemes. Però en persones al·lèrgiques, l'atac per part del sistema immunitari és més gran, i es desencadenen una sèrie de símptomes característics d'aquesta hipersensibilitat. Una substància que provoca una reacció al·lèrgica s'anomena "al·lergogen".

Curiosament, la paraula "al·lèrgia" prové del mot grec allergía, que en aquest idioma significa "reacció estranya".

De manera simplificada: quan un al·lergogen entra al cos, aquest produeix anticossos IgE que s'uneixen a ell. A continuació es desencadena la proliferació de mastòcits, que produeixen histamines (unes proteïnes responsables de la majoria de símptomes de l'al·lèrgia: inflamació, picor, rinits, estornuts...). D'aquí prové que els medicaments per neutralitzar els símptomes d'al·lèrgia s'anomenin antihistamínics.

Esquema de la reacció al·lèrgica.

Les al·lèrgies més comunes són: al pòlen, a la pols, al pèl d'alguns animals, a certs tipus de menjar i a les picades d'alguns insectes. Però existeixen al·lèrgies a moltes altres coses, per molt estranyes que semblin. Per exemple, al·lèrgia al níquel, a la radiació electromagnètica, als rajos solars, a la pressió sobre la pell, a les vibracions mecàniques (el moviment d'un vehicle o d'un telèfon mòbil, per exemple), a l'aigua o a la pròpia suor.

Parlem d'estadístiques: es calcula que el 25% de la població catalana pateix algun tipus d'al·lèrgia (del qual, un 3% són al·lèrgies alimentàries), i aquest nombre va creixent, degut, en certa manera, a l'augment de contaminació (la pol·lució a les ciutats provoca moltes al·lèrgies respiratòries) i al canvi climàtic (els cicles de pol·linització de les plantes s'estan allargant).

Així que si ets al·lèrgic, no estàs sol: benvingut al club.

Per saber-ne més:

http://www.laalergia.com/