Crean vidrio flexible para uso médico

El equipo de Aaron Hawkins, de la Universidad Brigham Young en Provo (Utah, Estados Unidos), encontró una forma de hacer que el vidrio, un material normalmente frágil, pueda doblarse sin romperse.

Esta investigación abre paso a la posibilidad de crear una nueva familia de dispositivos de laboratorio en un chip basados en vidrio flexible de tamaño minúsculo.

Químicos y biólogos podrían usar tales dispositivos nanométricos para desplazar, atrapar y analizar partículas biológicas muy pequeñas, como proteínas, virus y ADN.

¿Cómo se forman los copos de nieve?

Las formas que pueden aparecer en un copo de nieve explican cómo se originó, y cómo era de húmeda y caliente la atmósfera en su trayecto hasta el suelo. Cada copo es único.

La formación de la nieve comienza alrededor de gotas de agua superenfriada. Suelen medir en torno a 10 micras de tamaño (100 veces menos que un milímetro) y pueden estar a -7 grados centígrados de temperatura, pero aún así se mantienen en estado líquido. Cuando una de estas gotas se adhiere a una pequeña partícula, nace la semilla de la nieve.

Si una de estas gotas superenfriadas contacta con un grano de polvo o de polen se forma un pequeño cristal de hielo. El germen del copo acaba de nacer, pero aún le queda madurar y crecer. A medida que este cristal cae hasta el suelo, el vapor de agua de la atmósfera se va congelando sobre el cristal primario y generando una estructura cristalina mayor, siempre con seis brazos. Los cristales tienen una estructura muy organizada, porque las moléculas se colocan en el estado de mínima energía.

La forma básica que tendrá el cristal dependerá de la cantidad de humedad del aire en el momento de la congelación de la primera gota (alargado o aplanado). Una vez formado, los lugares por donde vaya cayendo le darán su forma final.

Bioingeniería, convierten hojas de espinaca en tejido muscular del corazón

Científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison y de la Universidad del Estado de Arkansas (EEUU) lograron convertir hojas de espinaca en un prototipo de tejido cardíaco humano.

En concreto, usaron hojas modificadas de este vegetal como un "andamio" capaz de funcionar de forma similar al de un pequeño sistema circulatorio y consiguieron que en su interior latieran células cardíacas. Los resultados de estos experimentos se publicaron en la revista "Biomaterials".

Según los investigadores, esto podría usarse más adelante para regenerar tejidos o quizás incluso para diseñar órganos artificiales.

"Aún tenemos mucho trabajo que hacer, pero los resultados son, hasta ahora, realmente prometedores", dijo en un comunicado Glenn Gaudette, investigador en el "Worcester Polytechnic Institute" y coautor del estudio.

Bioingeniería de tejidos

Uno de las problemas a los que se enfrenta la bioingeniería de órganos y tejidos, que trata de diseñar sistemas artificiales que emulen el funcionamiento de los órganos y tejidos naturales para curar enfermedades y heridas, es conseguir un modo de alimentar los tejidos. De momento, resulta imposible reproducir la complejidad y el pequeño tamaño de la red de "tuberías" que forma el sistema circulatorio de humanos.

Una red de tuberías

En la naturaleza, esta red está formada por "tubos" de varios calibres, de mayor a menor tamaño por arterias, venas, arteriolas, vénulas y, finalmente, capilares. Estos se ramifican por el cuerpo, formando una compleja red que recuerda a las ramas de un árbol, y transportan la sangre hasta todas las células del cuerpo.

El problema es que estas estructuras son muy difíciles de crear de forma artificial.

Por eso, estos investigadores decidieron aprovechar tejidos vegetales con esta finalidad: "Las plantas y los animales usan distintas formas de transportar fluidos, compuestos químicos y macromoléculas, pero aún así, tienen unas estructuras vasculares sorprendentemente similares", escribieron los autores del estudio.

A lo largo de varios experimentos, los científicos "desnudaron" a las hojas de espinacas de sus células vegetales. Para ello usaron una técnica especial en la que aplicaron un potente detergente capaz de degradar las partes blandas de la hoja.

Una vez retiradas las células, en las hojas tan solo quedó una estructura principalmente formada por celulosa, una sustancia que no produce rechazo en humanos y que mantenía intacta la estructura del sistema circulatorio de las hojas.

A continuación, cultivaron células musculares cardíacas humanas en su interior, y lograron que latieran cinco días después en ese extraño medio. Algunas sobrevivieron hasta tres semanas. En una demostración, inyectaron un tinte rojo para simular la circulación de la sangre en las hojas translúcidas.

Además, inyectaron unas pequeñas esferas, de 10 micrómetros de diámetro (100 veces menos que un milímetro), un tamaño similar al de los glóbulos rojos, para comprobar si podían fluir por los vasos de la planta, y comprobaron que sí que podían hacerlo.

Los científicos usaron esta técnica con perejil y con raíces de cacahuetes. Esperan usar distintas plantas para diferentes finalidades: "La hoja de la espinaca es más apropiada para un tejido muy vascularizado, como el cardíaco, mientras que la Impatiens capensis, con sus vasos cilíndricos, parece ser mejor para un injerto arterial. A la inversa, las columnas de vasos de la madera podría ser útil para fabricar huesos artificiales, gracias a la fuerza y la geometría de su estructura", escriben los autores.



OTROS ESTUDIOS

Otros investigadores usaron antes los tejidos vegetales como un andamio para cultivar tejidos humanos. Recientemente, científicos de la Universidad de Ottawa usaron células de manzanas y las rellenaron con tejido cervical.



INJERTOS

Los científicos esperan usar esta técnica para hacer injertos más adelante. De momento, comprobarán que un andamio de estas características no sea rechazado por el organismo, después de ser insertado, según informó "The Washington Post".

El grafeno pone sus propiedades cuánticas al servicio de la Humanidad

Un casco ligero que evita traumas porque reparte mejor los impactos y tatuajes transparentes que funcionan como biosensores o espectómetros que ven si las frutas están dañadas por dentro son algunas de las aplicaciones del grafeno que ya funcionan y que se exhiben en la Conferencia Graphene 2017.

En el estand de una empresa china que participa en el Congreso, que se inauguró en el Centro de Convenciones Internacional de Barcelona, se muestra ropa con calefacción incorporada hecha con grafeno o filtros anticontaminación más eficaces y ligeros elaborados con este producto.

El profesor del ICN2 Stephan Roche, uno de los organizadores, explicó que las posibilidades que ha abierto el grafeno 3.0 "son infinitas porque puede mejorar todo tipo de objetos que están en el mercado", desde los móviles hasta los aparatos de medición, tecnologías de la salud o cualquier objeto cotidiano.

El grafeno, con sus propiedades cuánticas, permite desde estudiar el interior del cerebro hasta fabricar cascos, como los que saldrán al mercado dentro de dos meses fabricados por un instituto de tecnología italiano, que protegen mucho mejor de las caídas y evitan los traumas.

El grafeno, que se puede fabricar a partir de grafito -el de menor calidad- o de gas, ha permitido al ICN2, según ha avanzado Roche, estar desarrollando un interfaz entre hombre y electrónica para hacer un sensor del cerebro poco invasivo que permitirá, por ejemplo, prevenir crisis epilépticas.

Las propiedades cuánticas, flexibles, resistentes, conductoras, de ligereza y de bajo coste hacen que este material bidimensional sea apropiado para múltiples usos, aunque se necesita grafeno de alta calidad para los usos más científicos, como integrar esta sustancia en los "smartphones", en lo que ya trabajan algunas empresas coreanas presentes en Barcelona.

El investigador del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona, Denis Guilhot, avanzó que en sus laboratorios trabajan en varios proyectos para usar este material para fabricar electrodos transparentes para las pantallas táctiles.

"Gracias a que es un material flexible que no pierde sus propiedades eléctricas por muchas veces que se doble, se podrán hacer pantallas plegables o flexibles en un futuro próximo", auguró Guilhot, que trabaja en desarrollar fotodetectores para hacer cámaras de infrarrojos para visión nocturna, más ligeras y diversas que las actuales, y más baratas.

Una mamá casi ciega ve por primera vez a su bebé

Kathy Bleitz sufre la enfermedad Stargardt que se caracteriza por una reducción casi total de la visión.

Gracias a unas gafas electrónicas de origen canadiense denominadas eSight, pudo cumplir su sueño de ver por primera vez a su hijo recién nacido, señala Infobae.

El dispositivo alberga una cámara de alta definición y velocidad que logra capturar todo lo que el usuario no puede ver.

La enfermedad Stargardt se caracteriza por ser una ceguera parcial, no total, y se la considera una discapacidad ya que quienes la sufren tienen solo el 10% de visión total.

Un emotivo video registró el momento del encuentro entre la mamá y el hijo. No te lo pierdas, está en la parte superior de la nota.

Hawking aparece en holograma en Hong Kong

El célebre físico británico Stephen Hawking habló el pasado viernes ante un auditorio hongkonés por holograma, una tecnología que tiene un peso creciente en la política, el entretenimiento y los negocios.

Hawking apareció frente a centenares de personas que lo aplaudieron y fotografiaron mientras evocaba su carrera y respondía a las preguntas sobre la probabilidad de vida en otros planetas, el uso de la tecnología en la educación y el impacto del Brexit en Gran Bretaña.

Hawking, de 75 años, estimó que la elección del presidente estadounidense Donald Trump forma parte de una serie de "éxitos de la extrema derecha” que podrían tener graves consecuencias para el futuro de la investigación científica.

"Luego del Brexit y de Trump (...) asistimos a una revuelta mundial contra los expertos”, lanzó en su primera aparición en Honk Kong desde 2006.

Este giro hacia la derecha se produce cuando el planeta enfrenta múltiples crisis medioambientales, desde el cambio climático a la deforestación, explicó.

"Las respuestas a esos problemas vendrán de la ciencia y de la tecnología”, afirmó.
Hawking sufre una forma atípica de esclerosis lateral amiotrófica (ELA), una enfermedad que ataca a las neuronas motoras encargadas de controlar los movimientos voluntarios, diagnosticada cuando tenía 21 años.

Sólo puede comunicarse utilizando un sintetizador vocal informático.

Parte de su trabajo sobre la formación del Universo o los agujeros negros ha podido demostrarse años después de que formulara sus teorías, gracias a las misiones espaciales que han hecho mediciones y detectar, por ejemplo, el fondo cósmico de radiación, algo así como los vestigios del Big Bang.

Hawking, que ha manifestado públicamente su ateísmo y considera que Dios no es necesario para comprender el Universo, reveló que ya de pequeño tenía largos debates con sus mejores amigos.

La tecnología de holograma, que permite a una persona aparecer e interactuar con otras en simultáneo y en lugares diferentes, se expande poco a poco. Jean-Luc Mélenchon, candidato de la izquierda radical en la elección presidencial francesa, la utilizó el mes pasado para hablar a sus partidarios en dos lugares diferentes al mismo tiempo.

Construyen un sol artificial alemán

Científicos del DLR Institute of Solar Research, de Alemania, construyeron el mayor sol artificial del mundo, compuesto por 149 lámparas y capaz de alcanzar los 3 mil grados centígrados. Este sistema pretende conformar una alternativa renovable a los combustibles fósiles.

La réplica solar, que ha recibido el nombre de “Synlight”, está construida en el interior de un edificio de cuatro plantas de altura, donde están instalados los focos de xenón de alta potencia. Cuando todas estas lámparas, de 350 kilowatios, se proyectan hacia un mismo punto, son capaces de generar una temperatura de unos 3 mil grados centígrados, 10 mil veces más potente que la luz solar que llega a nuestro planeta.

El principal objetivo de la investigación es avanzar en la producción de energía solar en los países del norte de Europa, donde las horas de sol son más escasas.

Proyectos como “Synlight” podrían permitir a estos países competir en igualdad de condiciones en las energías renovables, reduciendo su dependencia de combustibles fósiles y con ello las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

"Las energías renovables serán la base del suministro de energía global en el futuro", defendió Karsten Lemmer, ejecutivo de DLR, en la web del organismo. La construcción del sol artificial tardó dos años en terminarse y tuvo una inversión de cerca de cuatro millones de dólares.

El cerebro de las personas ciegas mejora sus otros sentidos

El cerebro de las personas que nacen ciegas es capaz de mejorar sus otros sentidos e incluso sus funciones cognitivas en ausencia de estímulos visuales, de acuerdo con un estudio liderado por investigadores del "Massachusetts Eye and Ear", un hospital vinculado con la Universidad de Harvard (EEUU).

El estudio, publicado en la revista PLOS ONE, describe por primera vez los cambios anatómicos, estructurales y funcionales en el cerebro de las personas que nacen ciegas en comparación con las que desarrollan una visión normal.

Los investigadores del "Massachusetts Eye and Ear", ubicado en Boston, utilizaron imágenes por resonancia magnética para estudiar el cerebro de 12 personas con ceguera temprana (de nacimiento o desde antes de los tres años) y compararlo con los de un grupo de 16 voluntarios de la misma edad con visión normal.

Los científicos detectaron "conexiones mejoradas" en los cerebros de las personas con ceguera, con envíos de información entre áreas que no identificaron en los voluntarios con visión normal.

Estas conexiones cerebrales provocan una mayor sensibilidad del tacto, auditiva y olfativa, así como mejoras en la memoria y el lenguaje.

De acuerdo con los investigadores, esto pasa porque el cerebro de las personas ciegas logra "reconfigurarse" para potenciar otros sentidos en ausencia de estímulos visuales, un proceso derivado de la plasticidad neuronal.
"Incluso en el caso de una ceguera profunda, el cerebro se reconfigura para utilizar la información a su disposición e interactuar así con su ambiente de una manera más eficiente", recalcó Lotfi Merabet, uno de los investigadores.

Yves Meyer gana el ‘nobel’ de matemáticas

El matemático francés Yves Meyer fue distinguido en Oslo (Noruega) con el premio Abel, considerado el "nobel" de las matemáticas, por su papel fundamental en el desarrollo de la teoría de ondículas.

La Academia Noruega de las Ciencias y Letras destacó en su fallo que Meyer fue "líder visionario" en la evolución de esa herramienta, que permite descomponer un objeto matemático o imagen en componentes más simples y se encuentra en la intersección de las matemáticas, la tecnología de la información y la computación científica.
La teoría de las ondículas es una de las aportaciones matemáticas que más ha transformado la sociedad: permite desmontar imágenes y sonidos en paquetes de información más sencillos que facilitan su manejo.

Gracias a las ondículas podemos ver nuestro páncreas en un hospital, disfrutar de una película digital o comprimir nuestras fotografías de las vacaciones en formato JPEG-2000, señala el periódico El País (España).
El caso más reciente de la aplicación de su técnica sucedió en 2015, cuando el trabajo de Meyer fue clave en la detección por primera vez de las ondas gravitacionales predichas por el físico Albert Einstein un siglo antes.

Recibirá el premio en mayo
El matemático francés recibirá el galardón -de 715.000 dólares- de manos del rey Harald V, el 23 de mayo en Oslo.
El premio Abel se denomina así en conmemoración al matemático noruego Niels Henrik Abel (1802-1829), fue establecido por el Parlamento noruego en 2002 y el comité que elige a los ganadores está compuesto por cinco matemáticos reconocidos internacionalmente.
El año pasado el premio fue para el británico Andrew J. Wiles, galardonado por su demostración del último teorema de Fermat, que retó a los matemáticos durante más de tres siglos

La subcorteza cerebral también procesa números en adultos

Al igual que en los bebés, la subcorteza cerebral de los adultos tiene un papel en el procesamiento de números, sugiere un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

La investigación apunta que la subcorteza humana es una "posible fuente de conocimiento numérico central" que está relacionada con una competencia filogenética y, a la vez, sirve como base para que se desarrollen habilidades más complejas.

"Encontramos que hay estructuras menos evolucionadas en la región de la subcorteza e información numérica del mismo tipo que la que hay en los bebés", explicó a Efe Marlene Behrmann, profesora de neurociencia cognitiva de Carnegie Mellon University y una de las autoras del estudio.

Basados en estudios anteriores, los investigadores sabían que existen especies de otros órdenes, como las arañas, que parecen tener algún tipo de conocimiento numérico y pueden distinguir cantidades. "Como esperamos que el cerebro humano sea más evolucionado que el de especies menores y, ciertamente, más desarrollado que el de los bebés, nos interesaba saber si podía haber información numérica en estructuras más primitivas", relató Behrmann.

Sin embargo, por su ubicación profunda y su tamaño pequeño, la subcorteza es muy difícil de observar con técnicas que utilizan imágenes, por lo que los científicos debieron recurrir a una serie de experimentos en los que usaron un estereoscopio. Este método les permitió presentar estímulos visuales a las cien personas que participaron en el experimento, algo muy útil para los científicos, pues los signos percibidos por un ojo permanecen separados en la zona del sistema visual ubicada en la subcorteza.

Los resultados permiten a los expertos pensar que los bebés humanos nacen con una información numérica rudimentaria, propia de una capacidad evolutiva, y luego las habilidades "se vuelven más complejas hasta que la corteza se hace cargo de las operaciones sofisticadas como los cálculos y la geometría", consideró Behrmann.

"Son propiedades de la corteza, pero son inicialmente disparadas por las habilidades rudimentarias que los bebés ya tienen en la subcorteza al nacer", agregó. Los científicos aún no saben si en el cerebro adulto la subcorteza sigue encargada de esas operaciones básicas o si lo hace en colaboración con la corteza.

"Lo que mostramos es que las estructuras de la subcorteza continúan cumpliendo una función incluso en adultos que son muy buenos en matemática", afirmó la investigadora.

Crean esponja que absorbe petróleo

Científicos del Laboratorio Nacional de Argonne, de la Universidad de Chicago y el departamento de Energía de Estados Unidos desarrollaron un material que puede absorber fácilmente el petróleo del agua, hasta 90 veces su propio peso, sin absorber el agua.

Se trata de "Oleo Sponge" (Esponja de óleo), un material capaz de retener petróleo y otro tipo de sustancias aceitosas en su tejido, limpiando incluso debajo del agua.

Además es reutilizable pues actúa como un pegamento con las moléculas de petróleo, las cuales se le adhieren pero no llegan a mezclarse con la esponja, por lo que ésta puede volver a ser utilizada.

Segunda parte Aprendizaje neuronal

En la monografía de Matich, publicada el año 2001 con el título “Redes neuronales: Conceptos básicos y aplicaciones”, se menciona que las redes neuronales son más que otra forma de emular ciertas características propias de los seres humanos, como la capacidad de memorizar y de asociar hechos. Si se examinan con atención aquellos problemas que no pueden expresarse a través de un algoritmo, se observará que todos ellos tienen una característica en común: La experiencia. El hombre es capaz de resolver estas situaciones acudiendo a la experiencia acumulada. Así, parece claro que una forma de aproximarse al problema consista en la construcción de sistemas que sean capaces de reproducir esta característica humana. En definitiva, las redes neuronales no son más que un modelo artificial y simplificado del cerebro humano, que es el ejemplo más adecuado del que se dispone para un sistema que es capaz de adquirir conocimiento a través de la experiencia. Una red neuronal es un nuevo sistema para el tratamiento de la información, cuya unidad básica de procesamiento está inspirada en la célula fundamental del sistema nervioso humano: La neurona. El pensamiento tiene lugar en el cerebro, que consta de billones de neuronas interconectadas. Así, el secreto de la “inteligencia”, sin importar como se defina, se sitúa dentro de estas neuronas interconectadas y de su interacción. También, es bien conocido que los seres humanos son capaces de aprender. Aprendizaje significa que aquellos problemas que inicialmente no pueden resolverse, pueden ser resueltos después de obtener más información acerca del problema.

En la tesis de Villaseñor, publicada el año 2004 con el título “Análisis inteligente de datos con redes neuronales artificiales”, se menciona que para definir una red neuronal, no solo basta tener una arquitectura, también es necesaria la determinación de un proceso de aprendizaje. El proceso de aprendizaje en una red neuronal puede ser visto como un problema de actualización de los pesos sinápticos de las neuronas de manera tal que la red neuronal mejore la forma en que realiza cierta tarea específica. Estas mejoras en el desempeño de una red neuronal son logradas a lo largo del proceso de entrenamiento y mediante la actualización iterativa del los pesos sinápticos, los cuales están representados por un vector denominado vector de pesos. En este proceso, se modifican los vectores de pesos, de manera que el comportamiento de la red neuronal se adapte y alcance un desempeño óptimo. Durante el proceso de aprendizaje, los pesos de las conexiones de la red sufren modificaciones, por lo tanto, se puede afirmar que este proceso ha terminado, la red ha aprendido, cuando los valores de los pesos permanecen estables. Un aspecto importante respecto al aprendizaje de las redes neuronales es el conocer cómo se modifican los valores de los pesos, es decir, cuáles son los criterios que se siguen para cambiar el valor asignado a las conexiones cuando se pretende que la red aprenda una nueva información. Hay dos métodos de aprendizaje importantes que pueden distinguirse: Aprendizaje supervisado y aprendizaje no supervisado.

En la tesis de grado de Andrade, publicada el año 2013 con el título “Estudio de los principales tipos de redes neuronales y las herramientas para su aplicación”, se menciona que el aprendizaje supervisado se caracteriza porque el proceso de aprendizaje se realiza mediante un entrenamiento controlado por un agente externo, supervisor o maestro, que determina la respuesta que debería generar la red a partir de una entrada determinada. El supervisor controla la salida de la red y en caso de que ésta no coincida con la deseada, se procederá a modificar los pesos de las conexiones, con el fin de conseguir que la salida obtenida se aproxime a la deseada. En este tipo de aprendizaje se suelen considerar, a su vez, tres formas de llevarlo a cabo, que dan lugar a los siguientes aprendizajes supervisados: (1) Aprendizaje por corrección de error. Consiste en ajustar los pesos de las conexiones de la red en función de la diferencia entre los valores deseados y los obtenidos a la salida de la red, es decir, en función del error cometido en la salida. (2) Aprendizaje por refuerzo. Se trata de un aprendizaje supervisado, más lento que el anterior, que se basa en la idea de no disponer de un ejemplo completo del comportamiento deseado, es decir, de no indicar durante el entrenamiento exactamente la salida que se desea que proporcione la red ante una determinada entrada. En el aprendizaje por refuerzo la función del supervisor se reduce a indicar mediante una señal de refuerzo si la salida obtenida en la red se ajusta a la deseada, y en función de ello se ajustan los pesos basándose en un mecanismo de probabilidades. (3) Aprendizaje estocástico. Consiste básicamente en realizar cambios aleatorios en los valores de los pesos de las conexiones de la red y evaluar su efecto a partir del objetivo deseado y de distribuciones de probabilidad.

Por su parte Matich, en la monografía citada, menciona que las redes con aprendizaje no supervisado, no requieren influencia externa para ajustar los pesos de las conexiones entre sus neuronas. La red no recibe ninguna información por parte del entorno que le indique si la salida generada en respuesta a una determinada entrada es o no correcta. Estas redes deben encontrar las características, regularidades, correlaciones o categorías que se puedan establecer entre los datos que se presenten en su entrada. En cuanto a los algoritmos de aprendizaje no supervisado, en general se suelen considerar dos tipos, que dan lugar a los siguientes aprendizajes: (1) Aprendizaje hebbiano. Esta regla de aprendizaje es la base de muchas otras, la cual pretende medir la familiaridad o extraer características de los datos de entrada. El fundamento es una suposición bastante simple: Si dos neuronas toman el mismo estado simultáneamente, ambas activas o ambas inactivas, el peso de la conexión entre ambas se incrementa. (2) Aprendizaje competitivo y comparativo. Se orienta a la agrupación o clasificación de los datos de entrada. Como característica principal del aprendizaje competitivo se puede decir que, si un patrón nuevo se determina que pertenece a una clase reconocida previamente, entonces la inclusión de este nuevo patrón a esta clase matizará la representación de la misma. Si el patrón de entrada se determinó que no pertenece a ninguna de las clases reconocidas anteriormente, entonces la estructura y los pesos de la red neuronal serán ajustados para reconocer la nueva clase.

Científicos están experimentando con el sueño de una ciudad completa

Bad Kissingen es una pequeña ciudad balneario en Baviera, Alemania, con una población que no supera los 20.000 habitantes. También es, de acuerdo con el nuevo libro “Wild Nights: How Taming Sleep Created Our Restless World”, sujeto de un ajuste experimental por parte de la cronobiología, que están buscando remodelar a la comunidad alrededor de los patrones colectivos de los residentes.

El proyecto —que recibió el nombre futurístico de “Chrono City” y es liderado por Thomas Kantermann— está en sus etapas tempranas, pero en el extracto del libro publicado en Popular Science, el autor Benjamin Reiss describe la esencia de esta manera:

Los residentes de la ciudad serán equipados con dispositivos que podrán llevar puestos y que tienen una aplicación integrada capaz de rastrear su sueño en relación con una serie de variantes capaces de despertarlos: trabajo, ejercicio, dieta, estado anímico, uso de celulares, actividades sociales y más.

La meta es obtener ‘retroalimentación significativa de las interacciones entre la cronobiología y las múltiples estructuras de la sociedad’ y así ‘diseñar soluciones innovadoras y de aplicación directa’ a los problemas que involucran trastornos de sueño colectivos.

A partir de ahí, Kantermann y sus colegas analizarán los datos recolectados y los usarán para informar cosas como los horarios de inicio y fin de la escuela o cuando los pacientes de ciertos hospitales deberían recibir ciertos medicamentos.

También planean: alterar las luces de la ciudad para imitar la transición del atardecer al amanecer y entregar relojes despertadores inteligentes que harán que despertar sea más fácil —al dar un suave impulso a los pobladores para despertarse cuando estén en su fase del sueño más ligera.

¿Suena ambicioso?

Aún así Reiss permanece escéptico del uso final de las metas de Chrono City, argumentando que los científicos están abordando el tema de manera equivocada. Por ejemplo, al intentar reparar el sueño con algunas de las herramientas que lo descompusieron en primer lugar: como despertadores, reglas, pantallas, etc.

Un molesto recordatorio que la forma en que nos enfocamos en intentar mejorar nuestro sueño algunas veces solo agrava el problema.

FUENTE: Muy interesante

Adelantarse a la metástasis, reto de la investigación científica

Los tumores antes de colonizar otros órganos preparan el terreno creando las condiciones óptimas para que la metástasis sea un éxito. A esas zonas con microambientes especiales se las denomina "nichos pre-metastásicos" y estudiarlos y atacarlos podría mejorar la supervivencia de pacientes con cáncer.

La primera vez que se habló de nichos pre-metastásicos fue en 2005, cuando el investigador estadounidense David Lyden, del Weill Cornell Medicine de Nueva York, demostró su existencia y constató que en ellos se pueden apreciar alteraciones que más tarde permitirán la supervivencia y crecimiento de las células tumorales.

Después, han sido muchos los trabajos que se han publicado en esta dirección. Ahora, un equipo de investigadores publica en la revista Nature Reviews in Cancer un artículo de revisión que resume los avances de la última década sobre estos nichos, cuyo estudio se ha convertido en clave para las vías diagnósticas y terapéuticas. La metástasis es la principal causa de mortalidad asociada al cáncer y sigue siendo difícil de predecir y manejar.

En el cuerpo hay órganos en los que la metástasis es más habitual, es más, cada tumor tiene predilección por colonizar zonas concretas: por ejemplo, el de mama metastatiza en pulmón, cerebro y hueso y el de páncreas en el hígado, explicó Héctor Peinado, jefe del grupo de Microambiente y Metástasis del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), y autor de este último artículo.

El problema, continúa, es que cuando la metástasis se produce suele ser demasiado tarde. Sin embargo, conocer la existencia de los nichos pre-metastásicos y sus mecanismos, los cambios que sufren los órganos antes de la llegada de las células tumorales, abre una oportunidad para los pacientes: el reto está en ser capaces de identificar los nichos antes de que se produzca la metástasis.

Para ello, los investigadores se han fijado en las alteraciones que sufren las regiones que van a albergar metástasis: rotura vascular -las arterias comienzan a ponerse débiles-, inflamación local y remodelación del órgano, detalló Peinado. Estos tres signos facilitan la aparición de una metástasis pero también pueden servir como marcadores, señala el CNIO.

"Comprender mejor la biología que determina la inflamación y la disfunción vascular en los citados nichos nos permitirá identificar terapias para bloquear la progresión de la metástasis", apuntó Haiying Zhang del Weill Cornell Medicine y coautora de la revisión.

En la actualidad la investigación va enfocada a desarrollar técnicas de imagen molecular que puedan complementar a las pruebas clásicas para analizar y detectar la formación de estos nichos o biopsias líquidas para analizar los exosomas (vesículas -pequeñas 'burbujas' secretadas por el tumor- que portan proteínas y material genético que actúan de avanzadilla del tumor para crear metástasis).

Además, y para tratar de evitar que se produzca metástasis, una de las cosas en las que trabaja la comunidad científica es en la posibilidad de mantener los citados nichos en un estado durmiente. No obstante, recalcó Peinado, queda mucho trabajo por hacer para trasladar estos avances del laboratorio al paciente.

¿Por qué los bajitos se quedan calvos antes?

Parece una broma, pero no lo es. Los hombres de baja estatura pueden tener un riesgo mayor de volverse calvos prematuramente. Un estudio genético internacional bajo la dirección de la Universidad de Bonn, apunta en esta dirección. Tras analizar el material genético de más de 20.000 hombres, los científicos identificaron más de 60 alteraciones en el genoma humano que aumentan el riesgo de pérdida del cabello. Algunas de ellas están relacionadas con enfermedades como el cáncer de próstata o con características físicas como un pequeño tamaño corporal. El trabajo aparace publicado en Nature Communications.

Desde hace tiempo, se sabe que los hombres con pérdida prematura del cabello sufren de enfermedades del corazón y cáncer de próstata un poco más a menudo. Los nuevos datos genéticos confirman las sospechas de que ahora hay más conexiones a otras características y enfermedades. En su estudio, los investigadores analizaron los datos genéticos de alrededor de 11.000 hombres con calvicie prematura. Otros 12.000 varones con una cabellera todavía frondosa sirvieron como control. Los participantes procedían de siete países diferentes.

“Fuimos capaces de identificar 63 alteraciones en el genoma humano que aumentan el riesgo de pérdida prematura del cabello”, explica el genetista Stefanie Heilmann-Heimbach, uno de los autores principales del estudio internacional. “Algunas de estas alteraciones también se encontraron en relación con otras características y enfermedades, como la reducción del tamaño del cuerpo, la aparición más temprana de la pubertad y varios tipos de cáncer”.

CÁNCER DE PRÓSTATA

Los hallazgos genéticos también confir-man la relación entre la pérdida de pelo y un mayor riesgo de cáncer de próstata. El vínculo con las enfermedades del corazón es mucho más complicado.

De igual manera, “hemos encontrado relaciones con el color claro de la piel y el aumento de la densidad ósea”, explica el profesor Markus Nöthen, director del Instituto de Genética Humana de la Universidad de Bonn. “Esto podría indicar que los hombres con pérdida de cabello son más capaces de utilizar la luz solar para sintetizar la vitamina D. También podría explicar por qué los hombres blancos, en particular, pierden su cabello de forma prematura”.

El estudio ofrece nuevos conocimientos sobre las causas biológicas de la caída del cabello mediante la identificación de los genes implicados. Las células inmunes y de grasa en el cuero cabelludo también están, evidentemente, involucradas en la pérdida del cabello junto con las células del folículo piloso.

“Sin embargo, los hombres con pérdida prematura del cabello no tienen que preocuparse”, asegura el profesor Nöthen. “Los riesgos de enfermedad solamente se incrementaron ligeramente. Es, sin embargo, emocionante ver que la pérdida de cabello no es de ninguna manera una característica aislada, sino que muestra diversas relaciones con otras características”.

FUENTE: ABC - CIENCIA

Los desafíos de Pi, el número de cifras infinitas

No hay muchos días en el año con una celebración matemática, además a nivel mundial. Y tenemos uno: hoy, 14 de marzo, se celebra en todo el mundo, y también en España, el Día Pi (π).

Fernando Corbalán es profesor de la Universidad de Zaragoza y miembro de la Comisión de divulgación de la RSME.

Todo el mundo sabe de su paso por la escuela y de las matemáticas que allí se estudian, que el número Pi tiene un valor aproximado de 3,14. Como sabes, los americanos escriben 14 de marzo así, 3/14, que son las primeras 3 cifras de este maravillo-so número y por eso es el día internacional de π. La idea original, por lo que sabemos, fue del físico estadounidense Larry Shaw en 1988 y el congreso de EE.UU. en 2009 declaró oficialmente que este día, el 14 de marzo, sería el Día Internacional de π. Desde entonces, cada año se extiende a más gentes y lugares.

El lema de la celebración en España es ‘Sin π no soy nada’ recordando la conocida canción de Amaral. En su web puedes encontrar toda la información (y para todo el mundo, aquí). Aquí se ha formado una comisión auspiciada por la RSME (Real Sociedad Matemática Española) que ha decidido centralizar la celebración cada año en una ciudad anfitriona. Este año es Sevilla y hay un acto central el día 14 en la que se entregan los premios de diferentes concursos que se han convocado.

Han sido, para alumnos de los diferentes niveles educativos, uno de Relatos, otro de Vídeos y un tercero de Comics. Para profesores, de materiales para poder destacar este día y en general para cualquiera un concurso de carteles para el día Pi de 2018, que se celebrará en Salamanca. Los premios a los ganadores se entregarán en Sevilla en un gran acto central.

Pero aunque el plazo para esos concursos ya ha acabado, hay algunos todavía en marcha. El primero ‘Π en un tuit’, que tiene que estar escrito en estilo pilish: un estilo de escritura en el que cada palabra debe tener tantas letras como indica la cifra correspondiente de π. Como las cifras de pi son 3,141592653589…, esta definición de π, atribuida a Manuel Golmayo, la cumple (porque soy tiene 3 letras; y, una; seré, cuatro y así sucesivamente):

Soy y seré a todos definible,mi nombre tengo que darles, cocien-te diametral siempre inmedible soy de los redondos aros.

El concurso es una invitación a publicar el día 14 de marzo de 2017 un tuit, de manera que el número de letras de cada palabra se corresponda con las sucesivas cifras del número π, aunque para facilitarlo un poco no hay por qué empezar por la primera: pueden ser cifras consecutivas desde una cualquiera a la elección del concursante, pero en ese caso, es conveniente que previamente se indiquen las cifras utilizadas. Es muy importante:

-No olvidar incluir en el tuit la etiqueta #PiTuit

-Los tuits deben tener fecha de 14 de marzo de 2017, no anteriores.

Y como el asunto no es fácil, se puede ir ya pensando y preparando los tuits para #PiTuit del próximo martes.

Y hay más. También ‘Selfie con π’, ‘Camisetas de π’ y ‘¿Qué haces por π?’, con la idea de que cualquiera pueda sumarse a la celebración. Todo está en www.piday.es. Invitamos a todo el mundo a participar.

IRRACIONAL Y TRASCENDENTE

Y ya que es su día, hablamos algo de Pi. Su definición, por si alguien no la recuerda, es que π es el cociente entre la longitud de cualquier circunferencia y la de su diámetro, que es siempre la misma. Como el diámetro es el doble del radio de ahí viene aquello tan conocido de que la longitud de la cir-cunferencia es 2 π r.

El número π tiene muchas propiedades interesantes. Por no cansar diremos que π no solo es irracional (es decir que no se puede poner como cociente de dos números enteros) sino que además es trascendente: tampoco es solución de ninguna ecuación con coeficientes enteros.

Además, el hecho de que sea irracional quiere decir que su expresión decimal no es periódica, es decir, que no hay ningún grupo de cifras que se repita. La importancia de π ha hecho que se conozcan muchísimas cifras exactas de π (por ejemplo se puede encontrar un millón de cifras de Pi aquí). Eso hace que podamos encontrar en ese desarrollo cualquier secuencia que queramos: nuestra fecha de nacimiento, la matrícula del coche, el número de nuestro móvil o el de cualquier amigo, … ¡Todos tenemos una relación personal con π!

Hay muchas otras cosas interesantes en π, pero ya las contaremos otro día. Por hoy nos conformamos con animar a todos los lectores a participar en las celebraciones del Día Pi, por los cauces que hemos dicho…o dejando volar su imaginación.

FERNANDO CORBALÁN

FUENTE: ABC - CIENCIA

Una pintura que absorbe el calor del sol y lo transforma en electricidad

Un grupo de científicos surcoreanos ha desarrollado una pintura termoléctrica que podría aplicarse sobre dispositivos tecnológicos y otras superficies para alargar la batería y generar electricidad.

En la actualidad salen a la luz nuevos sistemas de lo más sorprendentes para obtener electricidad. Desde células de dióxido de carbono que lo capturan y lo transforman en energía eléctrica hasta diamantes convertidos en baterías a partir de deshechos nucleares. El último avance en esta línea llega desde Corea del Sur, donde un grupo de científicos ha desarrollado una pintura térmica que absorbe el calor del sol y lo trasforma en energía eléctrica.

La idea, fruto del trabajo de investigadores del Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), es que con ella se cubran superficies amplias que están expuesta a la luz del sol durante muchas horas, como tejados o fachadas de edificios, para que la aprovechen y generen electricidad.

La idea de que un material absorba el calor solar y los transforme en energía no es nueva. Sin embargo hasta ahora los materiales termoeléctricos convencionales se habían fabricado en chips planos y rígidos, que al situarse sobre superficies irregulares no podían capturar toda la luz. Ahora con la pintura termoeléctrica, al ser líquida, esto ya no ocurre, ya que puede adaptarse a cualquier estructura.

En realidad está compuesta por las mismas partículas que emplean los dispositivos termoeléctricos convencionales: de telururo de Bismuto. Este material se comporta como un conductor y responde muy bien a temperatura ambiente. De hecho, los científicos afirman que los electrones pueden desplazarse a lo largo de él sin disipar energía en forma de calor.

Los investigadores demostraron que la pintura termoeléctrica también se puede aplicar sobre superficies curvadas que emiten calor. En los testeos la usaron sobre diversos dispositivos electrónicos y el resultado fue mejor que el ofrecido por otras pastas y materiales termoeléctricos ya desarrollados, logrando que transfirieran más energía eléctrica. Entre sus aplicaciones, podrían pintarse wearables para aumentar su autonomía o utilizarse como tinta de impresoras 3D.

Hallan indicador que predice sepsis mortal en los pacientes

Un indicador que predice la forma en la que el sistema inmune responde ante las infecciones puede mejorar los diagnósticos y los tratamientos, sostiene un estudio publicado en la revista Science Advances.

Investigadores de la Universidad de Duke, en Carolina del Norte (EE.UU.), encontraron un biomarcador que predice si la sepsis, una inflamación que se produce en el cuerpo cuando el sistema inmune ataca los propios órganos y tejidos, provocará la muerte del paciente.

Se trata de una molécula llamada metiltioadenosina (MTA) y este descubrimiento podría ayudar a los médicos a determinar si los pacientes necesitan un tratamiento para reforzar o para inhibir el sistema inmune.

"Con mejores biomarcadores, podemos ser capaces de agrupar a los pacientes con sepsis en categorías más refinadas para probar de forma más eficiente e incluso resucitar antiguas drogas", consideró Dennis Ko, de la Universidad de Duke.

Los pacientes con sepsis suelen ser tratados con antibióticos y cuidados que apuntan a los gérmenes, pero no a la inflamación causada por la respuesta inmune que a veces es más mortal que la infección original. En la investigación, Ko y sus colegas hallaron que los pacientes que habían muerto a raíz de la sepsis tenían mayores niveles de MTA en sus cuerpos.

Los científicos también calcularon que en el 80 por ciento de los casos, la medición de esta simple molécula brinda precisión sobre una eventual muerte del paciente. Los expertos se preguntaron si al manipular los niveles de MTA podían modificar el curso de la infección y utilizaron un modelo con ratones para averiguarlo.

Así, encontraron que los ratones de laboratorio infectados con salmonella vivían más tiempo cuando la molécula les era suministrada antes de contraer la enfermedad. No obstante, Ko advirtió que aún queda mucho camino por recorrer si la intención es utilizar MTA en tratamientos.

Los expertos todavía tienen que determinar las dosis y las formas en las que se puede manipular la molécula, tareas que realizarán en un modelo animal mucho antes de empezar a probar su utilidad en seres humanos.

Nanoestructura laminada aumenta la resistencia del metal en acero

Una nueva nanoestructura laminada aumenta la resistencia del metal en el acero y evita así la aparición de grietas en su estructura, según un estudio publicado en la revista especializada Science.

La investigación, realizada por el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), la Universidad Kyushu de Japón y el Instituto Max Planck de Alemania, se centró en hallar una solución para impedir las fracturas en el metal.

Mediante la incorporación de una nanoestructura laminada en el acero y su estructuración en capas, este material logró una resistencia similar a la de los huesos, lo que evitó la propagación de microfisuras que podrían conducir a un fallo por fatiga.

"Se trata de una aleación que sería más cara que un acero básico de bajo contenido de carbono, pero sus beneficios han demostrado ser excepcionales y con una necesidad de cantidades mucho menores de metales de aleación", aseguró el profesor de metalurgia del MIT Cem Tasan.

La fatiga del metal puede conducir a fallas "abruptas", e incluso "catastróficas", en partes que sufren repetidas cargas o estrés, lo que también supone una causa importante en la avería de componentes estructurales en aviones, naves espaciales o puentes.

Por ello, se tienden a utilizar grandes factores de seguridad en el diseño de componentes de estas estructuras metálicas, lo que conlleva un aumento de los costes durante la producción y la vida útil de los componentes.

Esta especie de acero que crearon los investigadores combina una estructura estratificada que evita que las grietas se extienden a otras capas, escalones microestructurales con diferentes grados de dureza y una composición metaestable.

Guardan una película en una molécula de ADN

Dos científicos de la Universidad de Columbia (EEUU) lograron guardar una película, filmada por los hermanos Lumière en 1895, en una molécula de ADN.
Los genetistas Yaniv Erlich y Dina Zielinski crearon una carpeta en la computadora que contenía seis archivos: una versión digital del filme de los hermanos Lumière, un virus informático, un sistema operativo, una tarjeta de regalo para compras en internet, un texto matemático y una placa pictórica. La carpeta, comprimida, ocupaba apenas dos megabytes, señala el diario español El País.


Erlich y Zielinski usaron su nuevo algoritmo, llamado Fuente de ADN, que convierte los unos y los ceros -del clásico código binario de las computadoras- en el lenguaje del ADN, compuesto por cuatro letras: A, G, C y T.


Una vez codificado de esa forma, la molécula se conserva en frío en un laboratorio hasta que se necesite recuperar la información. Entonces se hace el proceso inverso: pasar del lenguaje de letras al binario y reproducir la información en un ordenador.
Para lograrlo, los investigadores enviaron la información genética a la empresa de biología sintética Twist Bioscience para que, con máquinas de secuenciación de última tecnología, conviertan el nuevo código otra vez en unos y ceros.


“Pudimos recuperar perfectamente la información con una densidad de 215 petabytes por gramo de ADN”, presumen los científicos, citados por El País, quienes pudieron ver el filme Llegada de un tren a la estación de La Ciotat sin problemas.

No es una idea nueva
La técnica de almacenamiento de datos en ADN no es nueva. En 2012 investigadores de Harvard comprimieron un libro de 53.400 páginas en el código genético de las moléculas de ADN sintético y luego pasaron a leer los datos utilizando la secuenciación de ADN.


Desde entonces, varios equipos han tratado de optimizar el método para hacerlo más eficiente. La diferencia ahora, según Erlich, es que la técnica conseguida es hasta 100 veces más eficiente que el estándar del 2012, siendo capaz de registrar hasta 215 petabytes de datos en un solo gramo de ADN, señala el portal Gizmodo.

Un mundo en una molécula
La información que generamos cada día no deja de crecer, de hecho, se estima que el mundo digital ocupará 44 billones de gigabytes en 2020 (diez veces más que en 2013) y que en algún momento habrá tal cantidad de datos, que no podrán ser almacenados en los actuales discos duros.


Por ello, la técnica de conservar información en ADN es una esperanza: en apenas un gramo se puede almacenar lo que cabría en tres millones de CD y, lo mejor de todo, sin riesgo de perder la información ni de que el dispositivo se raye.
Según el equipo, esto es solo el principio y calculan que la técnica permitirá comprimir todos los datos del mundo en una sola habitación

La médula espinal define si eres zurdo o diestro

Entre el 10% y el 15% de la población mundial es zurda. Durante años, los científicos relacionaron el tener más destreza con una mano, o un pie, con la actividad del hemisferio del cerebro, derecho o izquierdo, durante el desarrollo del feto.


Un nuevo estudio, de la Universidad Ruhr de Bochum (Alemania) señala que, aunque esta habilidad sí se desarrolla en el vientre materno, su causante no es el cerebro, sino la médula espinal. Los científicos detectaron que a las ocho semanas de gestación existen marcadas diferencias genéticas entre zurdos y diestros. La expresión de ciertos genes de la médula espinal, encargados de controlar el movimiento de las piernas y los brazos, es distinta para cada uno de estos grupos, señala el diario El País.


Sin embargo, no se sabe por qué unos usamos un lado de nuestro cuerpo y otros el contrario: la causa de esta asimetría, según los expertos,no viene escrita desde en el ADN, sino que depende de factores ambientales (aún por determinar) producidos durante el embarazo

Implante magnético suministra medicinas

Investigadores de la British Columbia University (Canadá) desarrollaron un minúsculo implante magnético para la administración de fármacos.

El dispositivo está formado por una esponja de silicona con partículas de hierro carbonílico magnético envuelto en una capa de polímero redonda. Mide seis milímetros de diámetro.

El fármaco se inyecta en el dispositivo que luego se implanta quirúrgicamente y con sólo pasar un imán sobre la piel del paciente puede activarse deformando la esponja y activando la liberación del fármaco a través de una pequeña abertura.

Sensor digerible. La batería se carga con el ácido del estómago

Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en EEUU, desarrollaron un nanosensor digerible (pila eléctrica o celda voltaica) que puede medir la temperatura o llevar un medicamento dentro del cuerpo. Este dispositivo tiene una pila que usa los jugos gástricos como medio para la corriente eléctrica entre los dos electrodos.

Así, el sistema puede generar suficiente energía para alimentar pequeños sensores o dispositivos de suministro interno de fármacos que puedan residir en el tracto gastrointestinal durante largos periodos de tiempo.

Este nuevo avance podría llevar a una nueva generación de píldoras electrónicas ingeribles que algún día podrían dar lugar a formas novedosas de vigilar la salud de los pacientes y/o tratar enfermedades. Este tipo de energía ofrece una alternativa más segura y de menor costo a las baterías tradicionales usadas ahora para energizar tales dispositivos.

Este dispositivo fue probado durante una semana en el aparato digestivo de varios cerdos. El prototipo, tipo cilindro, mide 4 centímetros de largo y 1,2 centímetros de diámetro.

La idea de tener sensores diminutos que viajen por el cuerpo con fármacos llevados hasta el punto de la infección y liberados a demanda se ha visto truncada por un problema: la batería.

¿Cómo hacer que funcionen estos nano sensores sin las pilas de 'botón' y sin riesgo de contaminación por materiales tóxicos de los que están hechas estas baterías?

Este invento creó una nueva opción, que sea el propio cuerpo el que ayude a generarla.

Su investigación, que lleva años, estudió sensores digeribles que pueden medir la respiración y el ritmo cardíaco desde el tracto digestivo, pero necesitaban una fuente de energía. Mejor aún si era interna.

Por eso, cuando la encontraron en los jugos gástricos estudiaron su composición: ácido clorhídrico, sales como cloruros de potasio y de sodio, mucho moco y agua. Ésa es la base para crear la pila eléctrica.

Según Giovanni Traverso, coautor de esta cápsula experimental e investigador del Instituto Koch de investigación sobre cáncer del MIT, el sistema que usan tiene muchas similitudes con "la pila de limón con la que se experimenta en las clases de ciencias de secundaria".

Traverso explicó que en su dispositivo, el fluido gastrointestinal sirve como electrolito "entre los dos electrodos de cobre y zinc que representan el cátodo [polo negativo] y el ánodo [polo positivo]".

La batería de los científicos del Koch, fue ensayada en cinco cerdos. En todos los casos alimentó los circuitos de la cápsula durante varios días, en alguno más de una semana, enviando datos de temperatura cada 12 segundos de media hasta la base exterior.

Este tipo de energía podría ofrecer una alternativa más segura y de menor costo a las baterías tradicionales usadas ahora para alimentar tales dispositivos, dicen los investigadores.