jueves, 22 de septiembre de 2016

La liofilización para conservar



Durante mucho tiempo se buscó alternativas menos complejas y costosas que el nitrógeno líquido para conservar gametos de animales y plantas. La liofilización sería la respuesta

Expertos de España y Portugal aseguran que hay que buscar una alternativa al nitrógeno líquido para mantener conservados a menor coste gametos de animales y plantas, y una opción sería la liofilización, que consiste en eliminar el agua de los elementos a conservar.

Con el nitrógeno líquido a 196ºC bajo cero se logra conservar el semen o los embriones, pero es una técnica cara y compleja, "ya que el nitrógeno se va evaporando y necesita ser repuesto constantemente", según explicó Nuno Carolino, miembro del Instituto Nacional de Investigación y Veterinaria de Portugal.

Una de las alternativas que se ha buscado en los últimos años ha sido la de conservar los gametos a -196ºC mediante luz generada por placas solares, "pero con esta técnica no se mantiene la temperatura deseada".

En los últimos años, ha cobrado fuerza la posibilidad de liofilizar el semen o los embriones, que posteriormente se podrían usar mediante disoluciones acuosas."Sería similar a la leche en polvo, que está liofilizada, y que para beberla hay que mezclarla con agua", asegura Carolino.

miércoles, 21 de septiembre de 2016

Ventaja genética de los genios


La sociedad tiene diversos nombres para ellos: el 1 por ciento, los excepcionales, los genios, los superinteligentes, y los dotados y talentosos. Ellos son los niños que superan de manera extraordinaria a sus compañeros en los exámenes escolares.

En Estados Unidos, numerosos programas universitarios para "identificar talento" han estado siguiendo la trayectoria de adolescentes de altos logros para descubrir a dónde van a parar, y los resultados desafían la noción de moda de que la grandeza procede simplemente de la dedicación y de la práctica. En lugar de que la evidencia demuestre que los que tienen éxito “no nacen sino que se hacen”, más bien indica que los niveles más altos de la sociedad están plenos de personas exitosas que “nacieron y luego se hicieron”. Esto indica que el éxito es el resultado del trabajo duro incorporado a una pequeña porción de ventaja cognitiva temprana.

Uno de los estudios longitudinales de más larga duración de niños de alta inteligencia es el Estudio de Jóvenes Matemáticamente Precoces, originalmente iniciado en la Universidad Johns Hopkins. El estudio (ahora con 45 años y con sede en la Universidad Vanderbilt) ha sacado a la luz a unos 5.000 individuos que demostraron un talento precoz para el razonamiento numérico y/o el razonamiento verbal.

Johns Hopkins también abrió un programa de talento para los jóvenes adolescentes que calificaron dentro del 1 por ciento en matemáticas e inglés a nivel universitario: sus exalumnos, según Nature, incluyen al matemático Terence Tao (quien al parecer comenzó a estudiar álgebra de Boole a los siete años); a las estrellas de la tecnología Mark Zuckerberg de Facebook y Sergey Brin de Google; y a la música Lady Gaga.

Sin embargo, esta ilustre lista de asistencia pudiera simplemente representar a personas de valores atípicos entre personas de valores atípicos. ¿Cómo podemos medir con mayor generalidad si la aptitud de la infancia representa una guía hacia el éxito? Ésa es la pregunta que Jonathan Wai, un psicólogo en el Programa de Identificación de Talento de la Universidad de Duke, se propuso contestar. Él consideró a cinco grupos de la élite estadounidense: directores ejecutivos de compañías Fortune 500, jueces federales, multimillonarios y miembros del Senado y de la Cámara de Representantes. Wai descubrió que, en cada grupo, los que se encontraban en la parte superior del 1 por ciento de habilidad (calificados según los resultados de los exámenes escolares) estaban sobrerrepresentados. Es probable que algunos se hubieran favorecido de asistir a destacadas escuelas o de tener “padres tigre”. Aun así, Wai sostiene que el medio ambiente por sí solo no puede justificar las estadísticas sobre el éxito; es por eso que él sugiere que los expertos "nacen, luego se hacen", lo que nos lleva a una pregunta polémica: si las personas exitosas comienzan su ascenso en la cuna, ¿qué papel juegan los genes? Robert Plomin, un profesor de genética en el King’s College de Londres, ha correlacionado las calificaciones de los exámenes con las "calificaciones poligénicas" de los individuos. En julio, él reveló que estas calificaciones (obtenidas examinando a 20.000 genes) podían ser responsables de un 10 por ciento de la variación en el logro académico a los 16 años de edad. Las calificaciones poligénicas altas estaban asociadas con altas notas (A y B) y con una gran posibilidad de continuar estudiando; los estudiantes con bajas calificaciones obtuvieron B y C, y tenían menos probabilidades de permanecer en la escuela.

Ese estudio (descrito por Plomin como un "punto de inflexión" en el pensamiento sobre cómo los genes afectan al aprendizaje) fue en gran parte ignorado por los legisladores, quienes constantemente argumentan que deberíamos hacer que nuestras economías estuvieran perfectamente preparadas para enfrentar el futuro fomentando el florecimiento de los mejores y más brillantes intelectos. El dilema para los políticos y para la sociedad es el siguiente: la ciencia indica que no somos una "tabla rasa” al nacer y, por mucho que quisiéramos que así fuese, no parece que los dones y los talentos estén igualmente repartidos.

Esto no quiere decir que haya que darse por vencido ni sugiere que sólo quienes han sido genéticamente bendecidos merecen tener éxito. Esas pequeñas diferencias académicas arraigadas en nuestros genes (una mala calificación, por ejemplo, que conduce a un trabajo mal pagado en lugar de a la universidad y, por lo tanto, a una salida de la trayectoria educativa) con demasiada frecuencia se convierten en las bifurcaciones en el camino que conduce a diferentes resultados a lo largo de la vida. Los educadores y los políticos no tienen el don de cambiar nuestros genes, pero sí está en su poder, a través de proporcionar educación y oportunidades, construir más caminos hacia el éxito para el 99 por ciento.

lunes, 19 de septiembre de 2016

Un equipo checo crea con grafeno los imanes metálicos más pequeños del mundo



Científicos de la Universidad checa de Olomouc anunciaron este lunes la creación de los imanes metálicos más pequeños del mundo a partir del grafeno, cuyas aplicaciones pueden ir desde las resonancias magnéticas al tratamiento de aguas o la bioquímica y la electrónica.

El equipo checo consiguió modificar el grafeno para apresar nanopartículas de metal ultra pequeñas (combinando partículas de hierro, níquel o cobalto) entre sus láminas.

Una técnica "que evita su reacción con oxígeno para que se formen óxidos de metal magnéticos más comunes pero menos fuertes", explicó en un comunicado Radek Zboril, director del Centro Regional para Tecnologías Avanzadas y Materiales de la citada universidad.

El grafeno es una lámina de carbón puro que tiene un grosor de un átomo, es más fuerte que el acero, conduce la electricidad mejor que el cobre y completamente transparente a la luz.

Su modificación química "permite controlar sus propiedades eléctricas, óptimas y magnéticas", indicó Zboril en esa nota.

"Esto nos permite crear una nueva clase de imán muy potente y estable a la atmósfera", añadió el científico checo, cuyo equipo hizo posible la producción a gran escala de estos nanoimanes.

Ya se están estudiando su utilidad en el diagnóstico médico, mediante la experimentación como agentes de contraste en resonancias magnéticas.

También se espera que el hallazgo tenga aplicación en ecología, electrónica y biotecnología.

"Compuestos de grafeno con nanoimanes de metal podrían utilizarse como sensores electroquímicos de alta sensibilidad, también en electrónica y tecnologías óptico-magnéticas", añadió el experto.

También se contempla su uso para tratamiento de aguas, dosificación exacta de medicamentos y la separación de importantes biomoléculas en bioquímica y alimentos.

En el pasado, científicos de Olomouc consiguieron preparar el aislante más fino del mundo, basado en grafeno de flúor, y más recientemente el mismo equipo creó el imán orgánico más fuerte, también basado en el grafeno. (19/09/2016)


Dos experimentos prueban la teleportación cuántica a varios kilómetros



Dos experimentos independientes publicados este lunes en la revista Nature Photonics demuestran la posibilidad de que la teleportación cuántica de información funcione en redes de fibras óptica de varios kilómetros.

Un grupo chino y otro canadiense han logrado aprovechar el fenómeno del entrelazamiento cuántico -cuando dos partículas comparten un único estado aunque están separadas en el espacio- para transmitir información a lo largo de dos ciudades, Hefei y Calgary, respectivamente.

Hasta ahora, las pruebas con instalaciones del mismo tipo, llamadas a revolucionar las redes de información en el futuro, tan solo habían tenido éxito en configuraciones de cientos de metros.

La teleportación cuántica en sistemas informáticos no se produce de forma instantánea, sino que requiere la transmisión de un par de haces de luz, uno desde cada punto de la transmisión.

La dificultad técnica para diseñar redes de larga distancia para ese tipo de transmisión reside en la necesidad de que ambos haces sean idénticos y permanezcan invariables después de viajar a través de un cable de fibra óptica durante kilómetros, un recorrido que tiende a modificarlos.

Para superar ese problema, los dos equipos han aprovechado los avances de los últimos tiempos en detectores de fotones y han desarrollado novedosos mecanismos de sincronización entre los extremos de la red de telecomunicaciones.

Qiang Zhang y sus colegas de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China utilizaron haces de luz de una longitud de onda similar a la que emplean las redes actuales (cercana a 1.500 nanómetros), a fin de minimizar la pérdida de intensidad de señal a lo largo del cable.

En la Universidad de Calgary, en cambio, Wolfgang Tittel y su grupo combinaron esa longitud de onda habitual con otra de 795 nanómetros, lo que les permitió aumentar la velocidad de la transmisión, a precio de reducir la fiabilidad.

"Estos dos experimentos, combinados, demuestran que la teleportación a través de distancias metropolitanas es tecnológicamente posible. Sin duda, muchos experimentos interesantes sobre información cuántica se construirán en el futuro sobre la base de estos trabajos", afirmó en Nature el físico Frédéric Grosshans, de la Universidad París-Saclay.

La revista científica apunta además a que la teleportación cuántica a través de redes de fibra óptica "tiene el potencial de mejorar enormemente la seguridad y la solidez de las conexiones a internet". (19/09/2016)


jueves, 15 de septiembre de 2016

Crean asfalto flexible que no se rompe



Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur inventaron un asfalto flexible que se dobla con el peso y no se rompe. Es tan duro como el metal y soporta el doble de peso que una capa de asfalto u hormigón tradicional.

El asfalto tradicional se crea mezclando cemento, gravilla, arena y agua. Los creadores añadieron a esta mezcla microfibras de polímeros que tienen un grosor menor que un cabello.

Estas microfibras forman una especie de red flexible que permite que el asfalto se doble en lugar de romperse y el peso se distribuya por todo el pavimento.

La mayor colección de cerebros del mundo para estudiar las enfermedades mentales

El estudio de las enfermedades mentales cuenta con un importante tesoro en el hospital psiquiátrico de Duffel, en el norte de Bélgica, donde se almacenan unos 3.000 cerebros seleccionados meticulosamente por un médico británico a lo largo de cuarenta años.

El tesoro se compone de partes clave de este importante órgano del sistema nervioso humano e incluso de cerebros enteros bañados en formol o estabilizados con parafina.

"Que sepamos, es la mayor colección de este tipo en el mundo", subraya el doctor Manuel Morrens, director de investigaciones del hospital, que junto a su equipo podrá estudiarla minuciosamente.

La colección recopilada por el neuropatólogo británico John Corsellis entre 1951 hasta mediados de los años 1990 se componía inicialmente de unos 8.500 cerebros.

Y, aunque ha estado a punto de desaparecer por completo a causa de la presión urbanística en Londres, unos 2.000 y 3.000 ejemplares servirán finalmente para realizar investigaciones, especialmente sobre la esquizofrenia, en este tranquilo enclave belga.

Cada cerebro va acompañado de un dossier médico actualizado hasta el día del fallecimiento del paciente. "Actualmente es muy duro obtener tejidos.

Estudiamos el funcionamiento del cerebro gracias, sobre todo, a muestras de sangre. Ahora [con esta colección] podemos acceder directamente", apunta Manuel Morrens.

De hecho, en los tiempos del doctor Corsellis, fallecido en 1994, las consideraciones éticas más flexibles permitían constituir con mayor facilidad este tipo de colecciones.

Pero una de las principales ventajas de trabajar con cerebros de esta época es que muchos de ellos no se han visto afectados por tratamientos médicos, inexistentes entonces.

"Vamos a poder estudiar la enfermedad en su forma más pura", se entusiasma Morrens, para quien la investigación contemporánea se ve entorpecida por trabajar con cerebros que han experimentado tratamientos médicos.

Los secretos del cerebro

La investigación 'post mortem' de estos cerebros podría permitir descubrir algunos secretos que escapan todavía a los científicos, según Violette Coppens, investigadora posdoctoral en Duffel.

"La psiquiatría es un campo de investigación relativamente nuevo en términos de investigaciones científicas", subraya.

La psiquiatría biológica, especializada en la comprensión de los problemas mentales en términos de la función biológica del sistema nervioso, empezó a ganar importancia en los años 1980-1990.

Además, el cerebro, el órgano más protegido y el menos accesible del cuerpo humano, es más difícil de estudiar. De estos miles de cerebros, Violette Coppens y sus compañeros extraen muestras, que estudian en el microscopio para buscar inflamaciones.

En la pantalla de la investigadora aparece una parte de cerebelo, cuya materia blanca ha sido teñida para observar mejor las células que la componen.

La investigación actual sobre los seres vivos está limitada actualmente por la tecnología, confiesa. Los escáneres y las resonancias no pueden, por ejemplo, detectar qué tipo de proteínas o encimas activan las enfermedades.

La observación y la comparación de miles de muestras se convierte, en este contexto, en una herramienta clave para desvelar los secretos del cerebro.

"¿La inflamación del cerebro puede provocar, o agravar, o influir de una manera u otra, el curso médico de los desórdenes mentales?", se pregunta Coppens con los ojos fijados en los serpenteantes ríos púrpura generados por la pintura.

martes, 13 de septiembre de 2016

Demuestran la existencia de los “cristales del tiempo”

¿Son los cristales de tiempouna mera curiosidad matemática o pueden existir realmente? Desde que fuera propuesta en 2012 por el Nobel de Física Frank Wilczek, su existencia real ha sido motivo de arduos debates entre los físicos teóricos. Para Wilczek, estas hipotéticas estructuras tendrían la capacidad del movimiento perpetuo, ya que se desplazarían continuamente en una órbita circular, incluso en su estado de mínima energía, o "estado fundamental". Y en teoría, ningún objeto en este estado dispone de suficiente energía para moverse lo más mínimo

Durante los años siguientes a la publicación de esta idea, otros investigadores han propuesto a su vez varios argumentos para probar que la existencia física de los cristales de tiempo resulta imposible

Una opinión que, en general, comparten la mayoría de los físicos, ya que si los cristales de tiempo existieran en la Naturaleza, tendrían unas propiedades realmente extrañas. Por supuesto, no sería posible extraer energía útil de un cristal de tiempo, ya que al interactuar con ellos se detendrían. Pero incluso si no violaran la Segunda Ley de la Termodinámica, seguirían violando otra simetría fundamental de las leyes de la Física

A pesar de todo ello, un equipo de investigadores de la Universidad de California en Santa Barbara y la Estación Q de Microsoft (Un laboratorio de investigación que el gigante tecnológico tiene junto al campus de esa misma Universidad) acaban de demostrar, en un artículo publicado en Physical Review Letters, quelos cristales de tiempo podrían existir de verdad

Para ello, los físicos se han centrado en la que es la más sorprendente de las implicaciones que tiene la existencia de un cristal de tiempo, a saber, la rotura espontánea de la una simetría fundamental llamada "simetría de traslación temporal"

En palabras de Dominic Else, uno de los autores del estudio, "aquí, la diferencia fundamental es la que se da entre una rotura explícita de una simetría y la rotura espontánea de esa misma simetría. Si la simetría se rompe de forma explícita, entonces las propias leyes de la Naturaleza dejarán de tener esa simetría. Pero una rotura espontánea de la simetría significa que las leyes de la Naturaleza seguirían teniendo esa simetría, aunque la propia Naturaleza haya elegido un estado que no la tiene"

De esta forma, si los cristales de tiempo realmente provocan una rotura espontánea de la simetría de traslación temporal, las leyes de la Naturaleza que los gobiernan no deberían cambiar con el tiempo, aunque los cristales mismos sí que cambiarían

Se da la circunstancia de que, aunque en múltiples experimentos en todo el mundo ya se han observado roturas de prácticamente todas las simetrías que existen en la Naturaleza, nadie ha logrado observar aún una rotura de la simetría de traslación temporal. Un ejemplo espontáneo de rotura de simetría sucede en los imanes. Las leyes de la Naturaleza no imponen que un extremo concreto del imán sea el polo norte y el otro el polo sur. Sin embargo, cualquier material magnético rompe espontáneamente esa simetría y "elige" un extremo concreto para que sea el polo norte. Otro ejemplo son los cristales. A pesar de que las leyes de la Naturaleza no cambian (son invariantes) incluso bajo rotación o movimiento, los cristales rompen espontáneamente esas simetrías espaciales, ya que cambian según el ángulo desde el que se los mire, o cuando están en movimiento

«Simetría rota»
En el nuevo estudio, los físicos definen específicamente lo que constituiría una rotura espontánea de la simetría de traslación temporal, y utilizan simulaciones informáticas para predecir si esa "simetría rota" podría darse en una determinada y extensa categoría de sistemas cuánticos (de Floquet) que tienen la particularidad de que permanecen lejos del equilibrio térmico en todo momento, por lo que el sistema nunca se calienta

La nueva definición de una rotura de la simetría de traslación temporal es similar a la de otras roturas de simetrías. Básicamente, cuando el tamaño de un sistema (como por ejemplo un cristal) aumenta, el tiempo necesario para pasar de un estado de rotura de simetría a otro simétrico también aumenta, y en un sistema infinito el estado simétrico jamás podrá ser alcanzado. Lo cual supone que la simetría está rota en todo el sistema

"El significado de nuestro trabajo -explica Bela Bauer, investigador de la Estación Q de Microsoft- es doble: por un lado, demuestra que la simetría de traslación temporal no es inmune a una rotura espontánea. Por el otro, profundiza en nuestra comprensión de que los sistemas que no están en equilibrio pueden contener muchos estados interesantes de la materia que no pueden existir en los sistemas que sí están en equilibrio"

Según los investigadores, sería posible llevar a cabo un experimento para observar cómo se rompe la simetría de traslación temporal, utilizando un extenso sistema de átomos atrapados, iones atrapados o qbits superconductores para fabricar un cristal de tiempo, y después observar y medir la evolución de dicho sistema. Los científicos predicen que ese sistema exhibirá el movimiento oscilatorio periódico que es característico de los cristales de tiempo y el indicativo de la rotura de la simetría temporal

"Con la colabración de otros grupos experimentales -afirma por su parte Chetan Nayak, otro de los autores del trabajo- estamos explorando la posibilidad de crear cristales de tiempo en gases atómicos muy fríos".