SIETE DÍAS

Siete días … 10 a 16 de marzo (Little foot)

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BIOLOGÍA

Los elefantes del Parque Nacional Amboseli (Kenia, África) diferencian a sus enemigos por la voz. Estos animales reconocen a los varones de la tribu masái –su principal amenaza humana en esta región– y responden ante ellos con un comportamiento defensivo, incluso aunque se hagan pasar por mujeres.

“Reconocer a los depredadores y juzgar el nivel de amenaza que poseen es una habilidad crucial para muchos animales salvajes”, indica Karen McComb, líder del estudio.

Según los investigadores, la capacidad de discriminar la amenaza real de la aparente tiene un impacto importante ya que evita interrupciones repetidas de la alimentación y reduce el estrés fisiológico del animal.

En su trabajo de campo, los científicos grabaron una misma frase: “Mira, mira por allá, un grupo de elefantes se acerca”, en los idiomas maternos de dos tribus, la masái y la kamba. Registraron un total de 25 voces de hombres y mujeres de la tribu masái –tanto de adultos como de jóvenes–, y también registraron diez voces de adultos machos de la etnia kamba.

“Los masái pastan su rebaño por el Parque Amboseli y, por lo tanto, tienden a encontrarse más con elefantes que los miembros de la tribu kamba, cuya actividad principal se basa en la agricultura de parcelas afincadas lejos del parque”, declara Graeme Shannon, uno de los autores del estudio.

Los resultados del experimento mostraron que estos gigantescos mamíferos tenían un comportamiento más defensivo, como agruparse o husmear, ante las grabaciones de los hombres de la tribu masái, que cuando oyeron a mujeres y niños de esta etnia, o a hombres de la tribu kamba.

Trabajos previos estudiaron el comportamiento de estos paquidermos ante estímulos visuales y olfativos. Según los científicos,  los elefantes tenían también más miedo cuando se encontraban con ropa de color rojo y olor típico de la tribu de los masái, que con las prendas de los kamba.

Shannon concluye: “Con las señales acústicas, los elefantes reconocen la etnia, la edad y el género de un predador potencial. Esta es una ventaja a sistema de defensa y lo hace más efectivo. Muy útil cuando el depredador se encuentra fuera del campo de visión”.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Elephants can determine ethnicity, gender, and age from acoustic cues in human voices.

EVOLUCIÓN HUMANA

‘Little Foot’ se convierte en el australopitecus completo más antiguo. Después de trece años de excavación meticulosa del esqueleto fósil casi completo de australopitecus llamado Little Foot (Pié Pequeño), científicos sudafricanos y franceses han demostrado de manera convincente que es probable que tenga alrededor de 3 millones de años.

En un artículo publicado recientemente, los últimos hallazgos del profesor Ron Clarke de la Universidad de Witwatersrand y sus colegas refutan afirmaciones anteriores de que estos restos corresponden a un espécimen más joven, como resultado de un estudio detallado de la estratigrafía, microestratigrafía, y geoquímica en todo el esqueleto.

En 1997, Ron Clarke, Stephen Motsumi y Nkwane Molefe de la Universidad de Witwatersrand, descubrieron un esqueleto casi completo de australopitecus con el cráneo incrustado en el sedimento calcificado en una cámara subterránea de las cuevas. Comenzaron a excavar cuidadosamente este esqueleto con el fin de entender los procesos que contribuyeron a su conservación.

Esta fue la primera vez que una excavación de un australopitecus ha tenido lugar en un antiguo depósito calcificado. Durante el transcurso de esta excavación, se hizo evidente que el esqueleto había sido sometido a una perturbación y al colapso parcial en una cavidad inferior y que un fluido calcáreo había llenado posteriormente los huecos formados alrededor de los huesos desplazados.

A pesar de este hecho, otros investigadores dataron las coladas y afirmaron que dichas fechas representan la edad del esqueleto. Esto ha creado la falsa impresión de que el esqueleto es mucho más joven de lo que realmente es.

Pero ahora, un equipo francés de especialistas en el estudio de cuevas de piedra caliza han demostrado que las coladas que llenaron los huecos se formaron por una antigua erosión y colapso, y que, por tanto, el esqueleto es más antiguo. Pie Pequeño tiene, probablemente, alrededor de 3 millones de años, y no los 2,2 millones de años que han sido injustamente reclamados por otros investigadores. El esqueleto ha sido totalmente excavado de la cueva y el cráneo, los brazos , las piernas, la pelvis y otros huesos se han limpiado en gran medida.

• Noticia Europa Press

• Artículo: Stratigraphic analysis of the Sterkfontein StW 573 Australopithecus skeleton and implications for its age.

NEUROCIENCIA

Investigadores españoles han observado un mecanismo desconocido hasta ahora por el que los axones, la parte de las neuronas especializada en conducir el impulso nervioso, son guiados a través del sistema nervioso en desarrollo hasta su destino. La molécula FLRT3 es clave para modular el comportamiento de estos axones en ese proceso.

El estudio desvela el mecanismo molecular que ocurre en el interior de los axones en crecimiento que permite respuestas rápidas a factores repulsivos y atractivos necesarios para alcanzar su destino.

El funcionamiento del sistema nervioso central se basa en el establecimiento de largos tractos axonales que crecen siguiendo complejas trayectorias. Estos tractos axonales están compuestos de haces de axones que permiten a las neuronas contactar con otras neuronas del sistema nervioso.

La proyección talamocortical constituye una de las conexiones más importantes del cerebro, ya que transmite la información de los órganos sensoriales hasta la corteza cerebral, donde la integración de esta información da lugar a la percepción y a la generación de respuestas adecuadas a los estímulos internos y externos.

El desarrollo aberrante de esta conexión podría estar implicado en algunas enfermedades neurológicas como el autismo o la epilepsia. Comprender el desarrollo temprano de la proyección talamocortical es un desafío fundamental para la neurociencia.

La investigadora Guillermina López Bendito explica en la nota de prensa del Instituto de Neurociencias que “los axones en crecimiento poseen una estructura muy dinámica en su extremo llamada cono de crecimiento que explora el entorno extracelular en busca de señales que indiquen al axón la dirección en la que debe crecer. Estas señales, llamadas moléculas de guía axonal, pueden estar fijas a un sustrato o ser difusibles, y pueden atraer o repeler a los axones. Los conos de crecimiento contienen receptores que reconocen estas moléculas de guía y traducen la información en una respuesta direccional”.

Mediante la combinación de estudios de bioquímica, biología molecular y genética, los investigadores han demostrado que la respuesta atractiva a la molécula de guía axonal Netrina1 está controlada por una proteína denominada FLRT3. Esta proteína regula la abundancia del receptor de Netrina1, denominado DCC, en la membrana celular. FLRT3 no se expresa en todos los axones en desarrollo sino en aquellos que requieren una regulación dinámica de la atracción por Netrina1.

La presencia o ausencia de FLRT3 es crucial para determinar la trayectoria de los distintos axones y las neuronas con las que conectan. De esta manera, conexiones axonales que se caracterizan por una organización espacial topográfica precisa, como la conexión talamocortical, se aseguran un desarrollo correcto durante la fase embrionaria.

Cada neurona del tálamo proyecta el axón hacia su respectiva área de la corteza cerebral y no a otras. “Demostramos que las proyecciones del tálamo que necesitan ser atraídas hacia zonas anteriores del cerebro expresan FLRT3, mientras que las que conectan con otras regiones no lo expresan”.

• Noticia Tendencias21

• Nota de prensa del Instituto de Neurociencias

• Artículo: FLRT3 is a Robo1-interacting protein that determines Netrin-1 attraction in developing axons

PALEONTOLOGÍA

Descubierto un tiranosaurio enano adaptado al frío del Ártico. El Tiranosaurio Rex tenía un primo enano adaptado a vivir en el Ártico. Su cráneo medía poco más de 60 centímetros de largo frente al metro y medio del carnívoro más famoso entre los dinosaurios y sería un animal adaptado a vivir en las condiciones difíciles del extremo Norte. A esta conclusión llegan los paleontólogos que han analizado unos fósiles del cráneo de un dinosaurio de hace 70 millones de años hallados en el Norte de Alaska y que, dadas sus características, incluyen en la familia de los tiranosaurios, aunque se trate, afirman, de una especie nueva que han bautizado Nanuqsaurus hoglundi.

“El tiranosaurio pigmeo por sí mismo es realmente genial porque nos dice algo acerca de cómo era el medio ambiente en el Ártico en el pasado remoto, pero lo que hace más interesante este descubrimiento es el hecho de que el Nanuqsaurus hoglundi también nos dice algo acerca de la riqueza biológica del antiguo mundo polar durante un tiempo en que la Tierra era muy templada en comparación con ahora.

Aunque el Ártico tuviera un clima más benigno que ahora hace 70 millones de años, la región estaba sometida a profundos cambios estacionales del régimen de luz, con inviernos oscuros y veranos de largos días. Muchos vertebrados se adaptan a vivir en regiones con fuerte variabilidad estacional que supone una época de disponibilidad de alimentos y otra de escasez o incluso ausencia; el truco está en almacenar reservas en la primera para sobrevivir en la segunda. Se sabe que los vertebrados modernos afrontan esas condiciones a través de cambios adaptativos fisiológicos o de comportamiento respecto a sus parientes de zonas menos extremas. Tal vez los dinosaurios funcionaran igual, señalan los investigadores de Texas, y el pequeño tamaño del N. hoglundi en comparación con sus gigantescos primos, la masa corporal reducida, sería una adaptaciones a la menor disponibilidad de alimentos y a las variaciones de temperatura.

Los fósiles del nuevo tiranosaurio fueron recogidos en el norte de Alaska en 2006 y estaban incrustados en bloques de roca; se llevaron al Museo de Dallas y donde los especialistas los sacaron y limpiaron. Actualmente se exponen en dicha institución. Son tres piezas de un cráneo incompleto: un fragmento del maxilar, otro de la parte superior del cráneo y el tercero de la cara.

• Noticia El País

• Artículo: A Diminutive New Tyrannosaur from the Top of the World (descarga directa en formato PDF)

FÍSICA

Científicos de la Universidad Nacional de Singapur han creado un dispositivo que convierte en térmicamente invisibles a personas u seres u objetos, es decir, que elimina o camufla el calor que emiten y que puede ser detectado por otros. Para ello utiliza materiales naturales, por lo que resulta rentable y fácilmente escalable.

El equipo ha investigado cuidadosamente su dispositivo en condiciones tanto dependientes del tiempo como de la temperatura y ha descubierto que posee un excelente rendimiento termodinámico.

Su investigación también ha introducido una nueva dimensión en el campo emergente de la «fonónica», que es el control y la manipulación del flujo de calor con los fonones (partículas que transmiten el calor dentro de los materiales sólidos).

Una aplicación derivada de la investigación, señala Qiu, sería la gestión del calor de circuitos electrónicos, interconectores y baterías muy compactados.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: Experimental Demonstration of a Bilayer Thermal Cloak

• Artículo: Full Control and Manipulation of Heat Signatures: Cloaking, Camouflage and Thermal Metamaterials

CIENCIAS PLANETARIAS

Utilizando el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) situado en el norte de Chile, un equipo de astrónomos ha anunciado hoy el descubrimiento de una inesperada aglomeración de monóxido de carbono en el polvoriento disco que rodea a la estrella Beta Pictoris. Esto supone una sorpresa, ya que se supone que este tipo de gas es rápidamente destruido por la luz de la estrella. Algo —probablemente numerosas colisiones entre pequeños objetos helados como cometas— puede estar haciendo que el gas siga reponiéndose continuamente.

Beta Pictoris, una estrella cercana fácilmente visible a ojo en el cielo austral, ya es aclamada como el arquetipo de sistema planetario joven. Se sabe que alberga un planeta que orbita a unos 1.200 millones de kilómetros de su estrella, y fue una de las primeras estrellas descubiertas rodeada por un gran disco de restos polvorientos.

Nuevas observaciones llevadas a cabo con ALMA muestran que el disco está impregnado de monóxido de carbono. Paradójicamente, la presencia de monóxido de carbono, tan nocivo para los seres humanos en la Tierra, podría indicar que el sistema planetario de Beta Pictoris podría convertirse en un buen hábitat para albergar vida. El bombardeo de cometas que están sufriendo sus planetas puede estar proporcionándoles agua, lo que podría permitir el desarrollo de vida.

Pero el monóxido de carbono se descompone rápidamente y con facilidad por la luz de las estrellas: solo puede durar unos 100 años en las zonas del disco de Beta Pictoris donde ha sido observado. Encontrarlo en el disco de Beta Pictoris, de 20 millones de años, es una sorpresa total. ¿De dónde proviene y por qué está aún ahí?

“A menos que estemos viendo a Beta Pictoris pasando por un momento muy inusual, el monóxido de carbono debe estar siendo repuesto de manera continua”, afirma Bill Dent, astrónomo de ESO en la Oficina Conjunta de ALMA (Joint ALMA Office, Santiago, Chile) y autor principal del artículo publicado hoy en la revista Science. “La fuente más abundante de monóxido de carbono en un sistema solas joven son las colisiones entre cuerpos helados, desde cometas hasta objetos mayores, de tamaño planetario”.

Se han planeado observaciones posteriores con ALMA, que aún no ha alcanzado el cien por cien de sus capacidades, aún en desarrollo, con el fin de arrojar más luz sobre este misterioso sistema planetario, ayudando así a comprender qué condiciones se dieron durante la formación de nuestro Sistema Solar.

• Noticia ESO (European Southern Observatory)

• Artículo: Molecular Gas Clumps from the Destruction of Icy Bodies in the β Pictoris Debris Disk

INGENIERÍA

Investigadores del CSIC y la Universidad Politénica de Valencia han creado una célula solar de silicio que transforma en electricidad la radiación infrarroja. Los resultados de la investigación podrían servir para crear células fotovoltaicas de alto rendimiento.

El Sol es una fuente inagotable de energía que de ser bien explotada podría solucionar muchos de los problemas energéticos actuales. El dispositivo capaz de realizar la conversión de luz solar en electricidad es la célula fotovoltaica, comúnmente conocida como célula solar.

Pero existen diversos obstáculos que impiden una mayor generalización de su uso, entre ellos un coste relativamente alto (del orden de 20 céntimos de euro por vatio producido) y una eficiencia baja, por debajo del 17 por ciento. Esto quiere decir que de cada vatio que recibimos del Sol, sólo a aprovechamos una pequeña parte, los 0,17 vatios que corresponden al espectro visible.

El motivo de la baja eficiencia de las células fotovoltaicas convencionales reside en que los materiales básicos para su fabricación, como el silicio, son baratos de producir, pero sólo pueden absorber y aprovechar una pequeña parte del espectro solar. El resto de la radiación solar, que corresponde a la zona infrarroja, no es aprovechada y se pierde.

El nuevo trabajo, en el que también han participado otros grupos del CSIC, la UPV, la UPC y la Universidad Rovira i Virgili de Tarragona, supone un nuevo enfoque científico para poder desarrollar en el futuro células fotovoltaicas de alto rendimiento.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: All-silicon spherical-Mie-resonator photodiode with spectral response in the infrared region (descarga directa en formato PDF)

HISTORIA

El láser y el radar desvelan los secretos de los puentes romanos. Descubrir arcos ocultos, visualizar el perfil alomado de la época medieval, localizar un grabado renacentista sobre un arco romano o detectar restauraciones. Estos son algunos de los resultados obtenidos por investigadores de la Universidad de Vigo tras analizar más de 80 puentes romanos y medievales con la ayuda de un georradar, un escáner láser y modelos matemáticos, una tecnología que ayuda a su conservación.

En los últimos años la UNESCO y otras organizaciones preocupadas por la conservación del patrimonio histórico y cultural han destacado la importancia de utilizar métodos no destructivos para documentar las características de los monumentos y evaluar su estado de conservación. En esta línea, investigadores del grupo de Geotecnologías Aplicadas de la Universidad de Vigo han utilizado láser y radar para, mediante rayos de luz y ondas, estudiar cerca de 85 puentes antiguos en el noroeste de España. El último, el de Monforte de Lemos, en Lugo.

El georradar o radar de subsuelo (GPR, por sus siglas en inglés) está constituido por una antena –que emite y recibe pulsos de corta duración–, una unidad de control y un ordenador. El conjunto se puede montar en una especie de carrito, donde va instalado el sistema, o en un vehículo móvil de inspección para ir tomando los datos sobre la calzada del puente.

“La información de este sistema se complementa con la que ofrece el LiDAR o láser escáner terrestre, cuyo haz barre todo el puente para tomar en unos minutos las coordenadas X, Y, Z de millones de puntos del monumento”, señala Solla. El resultado es una nube de puntos, a partir de la que se pueden obtener planos detallados y modelos en 3D del puente.

De esta forma se han detectado detalles estructurales y geométricos desconocidos, incluso grietas, en muchas de las construcciones. En algunos casos, como en el del puente romano de Segura, entre los municipios de Piedras Albas (Cáceres) y Segura (Portugal), esta tecnología también ha servido para detectar los restos de un grabado renacentista en uno de los arcos.

Según Solla, “toda esta información tiene un interés histórico, pero también es útil para que los ingenieros civiles planifiquen las medidas de conservación, mejora y restauración en este tipo de infraestructuras”.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Ancient Stone Bridge Surveying by Ground-Penetrating Radar and Numerical Modeling Methods

ARQUEOLOGÍA

La localidad 1 de Zhoukoudian, en el norte de China, ha sido ampliamente conocida desde 1920, por el descubrimiento del ancestro humano del Pleistoceno Medio, Homo erectus pekinensis (conocido como el Hombre de Pekín). Desde 1931, la consideración de que los homínidos de Zhoukoudian podían usar y controlar el fuego había llegado a ser ampliamente aceptada. Sin embargo, algunos análisis habían puesto en duda esta afirmación, pues el agregado silíceo (una fase insoluble de la ceniza quemada) no estaba presente en los restos de cenizas recuperados en el yacimiento.

Ahora, nuevos análisis sobre cuatro muestras de cenizas recuperadas en diferentes ubicaciones de la localidad 1 de Zhoukoudian, durante las excavaciones llevadas a cabo en 2009, presentan evidencias del uso controlado del fuego por parte del Hombre de Pekín

Con el fin de examinar si el agregado silíceo y el potasio estaban presentes en la fase insoluble de la ceniza, Gao Xing y su equipo recogieron cuatro muestras en diferentes ubicaciones del yacimiento: una muestra del nivel estratigráfico 6 (ZKD4) y tres del nivel 4 (ZKD1, ZKD2, y ZKD3). Una vez que la presencia de agregados silíceos y de potasio son identificados en los depósitos de ceniza, la utilización, in situ, del fuego se puede extrapolar.

Los análisis detectaron un gran número de aglomerados sinterizados en las fases insolubles residuales de las muestras. Además, indicaban que los elementos asociados a los agregados silíceos (Al, Si, K y Fe) estaban presentes en las cuatro muestras. El análisis de la composición del material mostró que las sustancias de las fases insolubles de la ceniza eran principalmente SiO2, C elemental y silicatos. El carbono elemental estaba presente en la ceniza, y las fases insolubles contenían de un 1,21% a 2,94% de peso de K elemental. Por lo tanto, los resultados de las pruebas indican claramente la presencia de C elemental, de K elemental y de áridos silíceos en las fases insolubles de la ceniza de la localidad 1 de Zhoukoudian, proporcionando una fuerte evidencia de la utilización, in situ, del fuego por parte del Homo erectus pekinensis.

• Noticia Phys.org (en inglés)

• Artículo: On the possible use of fire by Homo erectus at Zhoukoudian, China

Siete días … 3 a 9 de marzo (evolución del lenguaje)

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EVOLUCIÓN HUMANA

Una investigación innovadora de un experto de la Universidad de Nueva Inglaterra revela que nuestros parientes los neandertales bien pudieron comunicarse entre ellos hablando en lenguas no muy diferentes a las que utilizamos los humanos modernos en la actualidad.

Precisar el origen y la evolución del habla y el lenguaje humano es uno de los más antiguos y debatidos asuntos en el mundo científico. Durante mucho tiempo se ha creído que otras variedades del género homo, incluyendo a los neandertales que compartieron la Tierra con nuestros ancestros hace miles de años, simplemente carecían de la capacidad cognitiva necesaria y la estructura vocal necesaria para desarrollar la voz.

El profesor Stephen Wroe, zoólogo y paleontólogo de la UNE, junto con un equipo internacional de científicos y el uso de la tecnología de imágenes de rayos X en 3D, hizo un descubrimiento revolucionario que desafía esta idea sobre la base de un hueso hioides de Neanderthal de 60.000 años de antigüedad descubierto en Israel en el año 1989.

«Para muchos, el hioides neandertal descubierto fue sorprendente, ya que su forma era muy diferente a la de nuestros parientes más cercanos, los chimpancés y los bonobos. Sin embargo, era prácticamente indistinguible del de nuestra propia especie. Esto llevó a algunas personas a argumentar que este neandertal podía hablar», expone el profesor Wroe.

«El contra-argumento obvio para esta afirmación es que el hecho de que los neandertales tuvieran hioides de la misma forma que los humanos modernos no significa necesariamente que los utilizaran en la misma forma. Con la tecnología de la época era difícil verificar el argumento de una manera u otra». No obstante, los avances en el modelado de imágenes en 3D por computadora permitieron el equipo de Wroe examinar la cuestión.

«Analizando el comportamiento mecánico del hueso fosilizado con imágenes de micro-rayos X, hemos sido capaces de construir modelos del hioides que incluían la estructura interna compleja del hueso. Luego los comparamos con los modelos de los humanos modernos. Nuestras comparaciones mostraron que en términos de comportamiento mecánico, el hioides del neandertal era básicamente indistinguible del nuestro, lo que sugiere fuertemente que esta parte fundamental del tracto vocal se utiliza de la misma manera.

«A partir de esta investigación, se puede concluir que lo más probable es que los orígenes del habla y el lenguaje son mucho, mucho más antiguos, de lo que se pensaba».

• Noticia Europa Press

• Artículo: Micro-Biomechanics of the Kebara 2 Hyoid and Its Implications for Speech in Neanderthals (descarga directa en formato PDF)

GENÉTICA

Hablar de ensayos clínicos para controlar el VIH y el sida siempre despierta expectativas. Este ha sido el caso de un nuevo estudio que muestra una terapia génica capaz de reducir la carga viral sin necesidad de antirretrovirales. Liderado por investigadores de la Universidad de Pensilvania (EE UU), este estudio en fase I revela el éxito de la ingeniería genética en las células inmunitarias de doce pacientes VIH positivos para resistir la infección.

En seis de ellos se pudo observar la disminución de las cargas virales al retirarles durante doce semanas los medicamentos antirretrovirales, e incluso, uno de los pacientes consiguió controlar el virus reduciendo su carga a niveles indetectables.

Los científicos utilizaron una nueva tecnología conocida como dedo de zinc nucleasa (zinc finger nuclease, ZFN) para desarrollar esta terapia de células T, responsables de coordinar la respuesta inmune celular. “Es una tecnología que tiene dos partes: los zinc fingers se unen a una molécula específica de ADN y la otra parte de la proteína, la nucleasa, corta el ADN”, explica a Sinc Pablo Tebas, investigador español que dirige la Unidad de Ensayos Clínicos del sida perteneciente a la institución norteamericana, uno de los dos centros en los que se completó el estudio. “No es que controle el VIH en los pacientes. Pero es un primer paso en el camino para dominar el virus sin tratamiento antirretroviral”

“Como a la célula no le gusta tener un corte en el ADN lo pega de nuevo. Y como no lo hace bien porque lo pega de forma inmediata, básicamente corta el gen al que se ha unido. Es una forma selectiva de quitar una secuencia específica de ADN del genoma, en este caso el gen que el virus del sida usa para entrar en la célula CD4”, añade Tebas, primer autor del trabajo.

Las células CD4 son las que dirigen el ataque contra las infecciones. Según cuenta el experto español, que se formó en la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de Madrid, desde hace muchos años se sabe que el virus del sida necesita esa proteína (el correceptor CCR5) para poder entrar en la célula e infectarla.

Para llevar a cabo el estudio, el equipo analizó dos cohortes de seis pacientes cada una, todos tratados con infusiones individuales de unas 10.000 millones de células con VIH –a las que se previamente se ‘eliminó’ el CCR5 de los cromosomas y se volvieron a poner dentro del paciente– entre mayo de 2009 y julio de 2012.

A la mitad de ellos se le quitó la terapia farmacológica durante las doce semanas de tratamiento, a partir de la cuarta semana tras la infusión, mientras que los otros seis mantuvieron los medicamentos antirretrovirales.

“Se sabe que estas infusiones son seguras y tolerables porque alrededor del 1% de la población no tiene esa proteína. Es una mutación que hace que esa proteína no sea funcional, lo que convierte a dicho porcentaje de personas en resistente al virus del sida”, subraya Tebas.

Sin embargo, los autores son prudentes y matizan los hallazgos logrados. “No es que controle el VIH en los pacientes. De hecho, de los seis pacientes solo uno controló realmente el virus. Pero es un primer paso en el camino para dominar el virus sin tratamiento antirretroviral”. Como una de las personas tratadas en la muestra fue capaz de controlar el virus sin tratamiento antirretroviral gracias a su heterocigosis, el siguiente paso para los autores es aumentar la dosis. “Ese paciente sugiriere un posible efecto de dosis, cuántas más células modificadas recibas más efectivo es el tratamiento”, apunta Tebas. “Para complementar la dosis de las células puedes tratar más células o hacer que el ambiente sea más favorable a las células genéticamente modificadas”.

Para seguir con esta segunda opción, a partir de abril los investigadores comenzarán en una cohorte más grande un tratamiento con ciclofosfamida –empleada en quimioterapia o lupus–, que consigue ‘hacer más espacio’ para estas células nuevas.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Gene Editing of CCR5 in Autologous CD4 T Cells of Persons Infected with HIV

MICROBIOLOGÍA

Hace unos 30.000 años, en un rincón de Siberia, un virus gigante quedó congelado en el suelo. Pasaron los siglos y sobre aquella capa de tierra helada se fueron depositando muchas otras, generando un terreno conocido como permafrost. Este entorno gélido y en completa oscuridad funciona como un congelador natural perfecto para que un virus como aquel permaneciese intacto, en estado latente, a la espera de una situación más propicia para volver a la acción. En el año 2000, pasados unos 300 siglos, un equipo de científicos rusos extrajeron justo la porción de permafrost en la que estaba aquel virus gigante, aunque no lo supieron hasta mucho después.

Fue en 2012 cuando otro equipo de científicos franceses comenzó a rastrear aquellas muestras extraídas en Kolyma, en el extremo noreste de Rusia. Ese año un equipo había conseguido revivir una planta de unos 30.000 años que también había quedado conservada en estado latente en el permafrost. Si una planta podía hacer eso, por qué no también un virus, esos patógenos  al límite entre la vida y la muerte que permanecen inertes hasta que invaden algo vivo para reproducirse.

Para cazarlo, los investigadores usaron cebo vivo: amebas que pusieron a crecer mezcladas con las muestras del permafrost. La mayor parte de las veces no pasaba nada y los microbios seguían viviendo sin problemas. Por fin, un día, en uno de los muchos cultivos celulares, las amebas empezaron a morirse sin explicación aparente. Al analizarlas, los investigadores descubrieron por fin al virus gigante de Siberia, el más grande que se ha hallado nunca y, de largo, el más antiguo que ha resucitado, según explican hoy los descubridores del nuevo patógeno en un estudio publicado en la revista científica PNAS. Además, al analizar el virus, los investigadores franceses han comprobado que no se parece a ninguno otro conocido y que su rara mezcla de características le convierte en una nueva familia y especie de virus gigante.

El equipo mantiene que el otro gran tipo de virus gigantes conocidos, los megavirus, pueden ser descendientes de microbios que perdieron algunos genes fundamentales como los necesarios para codificar proteínas (la base de la vida) y pasaron a hacerlo invadiendo a otros microbios. La teoría causó revuelo ya que algunos autores consideraban que el equipo no presentaba pruebas suficientes para sostener la existencia de una cuarta dimensión de la vida. Abergel dice ahora que la teoría “sigue en pie”. De hecho el nuevo virus de Siberia es una rara mezcla de los dos tipos de virus gigantes conocidos hasta ahora, los megavirus y los pandoravirus. Por fuera se parece a los pandoravirus, pero por dentro tiene un genoma sorprendentemente pequeño. Si los pandoravirus tienen hasta 2.500 genes y los megavirus unos 1.000, los phitovirus solo llevan dentro 500. Según el trabajo, los especímenes hallados en Siberia guardan más cercanía genética con los megavirus (y con otros virus de tamaño convencional) que con los pandoravirus. “No tenemos ningún escenario teórico para explicar el origen de los pandoravirus porque son demasiado extraños [ella utiliza la palabra inglesa alien]”, dice Abergel. “Debido a sus caracterísitcas intermedias entre los pandoravirus y los mimivirus, los pithovirus añaden una importante pieza del puzle. Ahora necesitamos aislar más virus como estos y entender cómo se originan y evolucionan”, apunta.

“Este tipo de trabajo nos da a entender que sabemos muy poco sobre la vida microbiana en nuestro planeta”, resalta Josep Gasol, microbiólogo del Instituto de Ciencias del Mar (CSIC) y líder del bloque de microbiología de la Expedición Malaspina. “Me sorprende mucho que este virus, de hace 30.000 años, pueda atacar a una ameba actual”, añade.

Una posible explicación, apunta Martínez, es que en realidad este virus nunca se haya ido, es decir, que haya seguido vivo en los mares todo este tiempo sin que nadie lo haya detectado hasta ahora.

• Noticia Materia

• Artículo: Thirty-thousand-year-old distant relative of giant icosahedral DNA viruses with a pandoravirus morphology

NEUROCIENCIA

Pese a lo que pueda parecer, nuestro ojo no es una cámara especialmente efectiva. Es cierto que tenemos unos 105 millones de fotorreceptores por cada ojo, un valor que si trasladáramos a una cámara digital nos daría una resolución de 105 megapíxeles (las más caras del mercado dan unos 40), pero toda esa información no se puede enviar al cerebro. «En origen», explica el investigador español Luis Martínez Otero a Next, «la resolución de nuestro ojo es brutal, pero en realidad solo mandamos un millón de cables al cerebro, o lo que es lo mismo, un megapíxel de información». Esto es así porque la evolución tiende a ahorrarse dispendios. Si cada receptor mandara la información directamente a la corteza, necesitaríamos 105 millones de cables y un nervio óptico tan grueso como el propio ojo. Esto, además de darnos un aspecto bastante marciano, con una cabeza descomunal y ojos saltones, provocaría que el consumo energético del sistema fuera insostenible.

Este ahorro de energía ha llevado a que el sistema visual tome algunos atajos. «La estrategia es: reducimos un montón el muestreado, hacemos uno muy grande al inicio y lo reducimos con una resolución baja con la esperanza de poder aumentarla en la estructura a la que llegue la información», explica Martínez Otero, investigador del Instituto de Neurociencias de Alicante. Su investigación pone encima de la mesa un cambio de paradigma respecto al sistema visual y revela el papel de un núcleo del cerebro, el núcleo geniculado lateral del tálamo, en el proceso. «Lo que sucede, paradójicamente, es muy parecido a lo que pasa al mandar información por internet, o en otros procesos digitales. Haces una compresión de la información y luego lo descomprimes», asegura. «Lo que hemos descubierto es que hay un núcleo que hace exactamente lo que haría Photoshop con una imagen que quiere ampliar: primero la interpola para hacer la imagen mucho más grande. En ese proceso pierdes nitidez en los bordes y, para evitar eso, cualquier dispositivo fotográfico aplica máscaras de desenfoque y distintos tipos de filtros. Pues bien, resulta que los circuitos del tálamo hacen lo mismo».

El estudio de Martínez Otero y su equipo es también, en definitiva, otra prueba de que el proceso de «ver» es una reconstrucción del cerebro, una recomposición basada en trocitos de información que pasan por distintos circuitos. «El mayor consumo de recursos mientras miramos un objeto», apunta el científico, «no se produce por esta ‘superposición de filtros’, sino en la corteza cerebral, para contextualizar las imágenes». Cuando miramos, lo que vemos depende tremendamente del contexto, no hay percepciones en términos absolutos. Si miramos un folio blanco en la penumbra de casa y el mismo folio bajo el sol de mediodía, el blanco nos parecerá el mismo aunque no sean ni parecidos. Esto se ve muy bien con las ilusiones visuales. «Hay un trabajo ingente de construcción a posteriori de lo que vemos, basado en tu memoria, tu conocimiento del mundo, tus sensaciones… y por eso la visión, y el testimonio de un testigo ocular, es tan poco fiable». Por eso conviene no fiarse demasiado de los que nos dicen los ojos. Y conocer mejor cómo nos mienten es un buen comienzo.

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• Artículo: Statistical Wiring of Thalamic Receptive Fields Optimizes Spatial Sampling of the Retinal Image

PALEONTOLOGÍA

Un equipo de investigadores ha hallado en Portugal los restos fósiles de una nueva especie de dinosaurio que, con una longitud de diez metros y un peso de cuatro a cinco toneladas, podría ser el mayor predador terrestre de Europa. Según el estudio, encabezado por Christophe Hendrickx y Octavio Mateus, de la Universidade Nova de Lisboa y el Museo de Lourinhã, el animal podría haber sido asimismo uno de los dinosaurios carnívoros más grandes del período jurásico.

En los sedimentos del jurásico superior, en el centro de Portugal, se han hallado restos de numerosas clases de dinosaurios que representan una de las faunas europeas más ricas de dinosaurios y «ciertamente la más diversa desde el jurásico tardío en Europa», señalaron los autores.

En esas muestras están representadas todas las ramas mayores en el árbol filogenético de los dinosaurios, aparte de los llamados marginocéfalos o «cabezas con reborde» que vivieron desde el jurásico superior hasta el cretácico superior entre hace unos 157 y 65 millones de años. Entre esos, añade el artículo, los terápodos, un tipo de dinosaurios carnívoros, son de lejos el grupo más diversificado entre los dinosaurios.

Los científicos que descubrieron los huesos de este ejemplar al norte de Lisboa creyeron, inicialmente, que se trataba de un Torvosaurus tanneri, una especie de dinosaurio que se ha hallado en América del Norte.

Una comparación más detallada del hueso de pantorrilla, mandíbula superior, dientes y una porción de vértebra de la cola indicó a los autores que el ejemplar merecía un nuevo nombre de especie y lo llamaron Torvosaurus gurneyi.

Este dinosaurio tenía dientes con forma de hoja de cuchillo de hasta diez centímetros de longitud, lo cual indica que puede haber estado en la cumbre de la cadena alimentaria en la península Ibérica hace unos 150 millones de años. Los científicos calcularon que puede haber alcanzado un tamaño de diez metros de largo con un peso de cuatro a cinco toneladas.

El número de dientes, como asimismo el tamaño y la forma de la boca, diferencian al torvosauros europeo del americano. La mandíbula superior del americano tiene once o más dientes, en tanto que la del europeo tiene menos de once.

«Éste no es el dinosaurio predador más grande que conocemos», señaló Hendrickx. «Los tiranosaurios, carcarodontosaurios y giganotosaurios del período cretáceo fueron animales más grandes.

«Pero con un cráneo de 115 centímetros de largo, el Torvosaurus gurney fue uno de los carnívoros terrestres más grandes en esta época y fue un predador activo que cazaba otros dinosaurios grandes, como lo prueban sus dientes con forma de hoja de cuchillo»

• Noticia La Vanguardia

• Artículo: Torvosaurus gurneyi n. sp., the Largest Terrestrial Predator from Europe, and a Proposed Terminology of the Maxilla Anatomy in Nonavian Theropods (descarga directa en formato PDF)

FÍSICA

Un estudio llevado a cabo por científicos de la Universidad de McGill (Canadá) ha logrado elaborar un vidrio 200 veces más fuerte que un cristal estándar. Para este trabajo los expertos se han inspirado en las conchas de los moluscos.

Los autores de la investigación comenzaron su estudio observando materiales naturales, como conchas de moluscos, huesos y uñas, que son muy resistentes a pesar de que están hechos de minerales frágiles. Según explican los científicos, el secreto de estos objetos radica en el hecho de que los minerales están unidos entre sí en una unidad más dura y más grande.

En el caso de las conchas, hechas en más de un 95 por ciento de un material frágil, el equipo advirtió que el nácar reviste muchas de ellas por dentro a modo de tabletas microscópicas y es lo que las hace tan fuertes. «La capa de nácar del interior de algunos moluscos es unas 3.000 veces más resistente que los minerales que la componen», ha precisado el autor principal, François Barthelat.

Los expertos en ciencia de los materiales llevan veinte años estudiando el nácar para desentrañar todos sus secretos y, hasta ahora, los intentos previos de recrear su estructura han sido un desafío.

Por ello, en este trabajo los expertos han optado por grabar en láminas de vidrio, mediante un láser 3D, los patrones estructurales del nácar. Según destaca el artículo, al probar este nuevo material se detectó que era mucho más resistente que las láminas vidrio que no habían sido tratadas.

El objetivo final de este trabajo es que, con este sistema, el vidrio podía absorber impactos con mejor rendimiento y doblarse ligeramente en lugar de romperse. «Un contenedor de vidrio estándar se romperá si se deja caer en el suelo. Por el contrario, un recipiente hecho de este vidrio bioinspirado tiene la posibilidad de deformarse un poco, sin fracturarse completamente», ha añadido Barthelat.

En este sentido, ha explicado que el vidrio grabado con láser se puede «estirar» en casi un 5 por ciento antes de quebrarse, en comparación con una capacidad de deformación de sólo el 0,1 por ciento para el vidrio estándar.

• Noticia Europa Press

• Artículo: Overcoming the brittleness of glass through bio-inspiration and micro-architecture

INFORMÁTICA

Investigadores de la Universidad de Liverpool (Reino Unido) han demostrado por primera vez que las redes WiFi pueden ser infectadas con un virus que puede moverse a través de áreas densamente pobladas tan eficientemente como un resfriado común se propaga entre los humanos.

El equipo diseñó y simuló un ataque de un virus, llamado Camaleón, y descubrió que no sólo podía extenderse rápidamente entre los hogares y las empresas, sino que también era capaz de evitar ser detectado e identificar los puntos en los que el acceso Wi-Fi estaba menos protegido por encriptación y contraseñas.

Investigadores de la Facultad de Ciencias de la Computación e Ingeniería Eléctrica y Electrónica simularon un ataque a Belfast y Londres en un entorno de laboratorio y encontraron que Camaleón se asemejaba a un virus transmitido por el aire, que viajaba a través de la red WiFi por medio de los puntos de acceso (APs) que conectan a los hogares y a las empresas a las redes WiFi.

Las áreas que están más densamente pobladas tienen más puntos de acceso próximos entre sí, lo que significa que el virus se propagaba más rápidamente, sobre todo a través de redes que se podían conectar en un radio de 10-50 metros

Camaleón fue capaz de evitar la detección debido a que los sistemas actuales de detección de virus buscan los virus que están presentes en Internet o las computadoras, pero Camaleón sólo está presente en la red WiFi. Aunque muchos puntos de acceso están suficientemente encriptados y protegidos con contraseña, el virus simplemente seguía adelante para encontrar aquellos que no estaban protegidos fuertemente, incluyendo puntos de acceso libres y comunes en lugares como cafeterías y aeropuertos.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: Detection and analysis of the Chameleon WiFi access point virus

ARQUEOLOGÍA

El movimiento del Sol sobre los cielos de Petra determinó la forma en que se levantaron los monumentos de esta y otras ciudades nabateas. Así lo revela el análisis estadístico sobre la posición espacial de sus palacios, templos y tumbas efectuado por científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el CSIC y la Universidad de Perugia (Italia).

Los resultados apuntan a que aquellas grandes construcciones se levantaron teniendo en cuenta los equinoccios, los solsticios y otros acontecimientos astronómicos que determinaron la religión de los nabateos. Este antiguo pueblo prosperó entre los siglos I a. C. y I d. C en lo que hoy es Jordania y países cercanos.

“Las orientaciones astronómicas fueron a menudo parte de un plan elaborado y, posiblemente, una huella de la naturaleza astral de su religión, que mostraba impresionantes ‘hierofanías’ o actos de manifestación de lo sagrado en edificios relacionados con los tiempos de culto y adoración”.

Un ejemplo claro se observa en Ad Deir, el Monasterio de Petra. Durante el solsticio de invierno la luz del sol poniente entra por la puerta del monumento e ilumina el sagrado motab. Se trata de un pódium donde se colocaba unos bloques de piedra que representaban a las divinidades, como el dios Dushara.

“El efecto es espectacular, y solo se puede observar durante unos pocos días próximos a ese solsticio”, comenta Belmonte, que también destaca como justo en ese momento se produce otro fenómeno curioso. Desde el propio motab se observa cómo la puesta del sol recrea sobre las rocas de enfrente la figura de una cabeza de león, el animal de la diosa nabatea Al Uzza.

Los cálculos matemáticos también muestran el trazado astronómico que sigue la tumba de la Urna, otro famoso monumento donde se supone estuvo enterrado el rey Maliko II.

Su puerta principal está centrada con el entorno según la puesta de sol del equinoccio, cuando el día se iguala a la noche, y los rayos solares durante los solsticios de invierno y verano determinan las dos esquinas interiores del edificio.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Light and Shadows over Petra: Astronomy and Landscape in Nabataean Lands (descarga directa en formato PDF)

Siete días … 24 de febrero a 2 de marzo (Beringia)

por

EVOLUCIÓN HUMANA

Los ancestros de los primeros americanos salieron de Asia hace 25.000 años y ocuparon «refugios» naturales en la tundra de Beringia hasta que las capas de hielo glaciares se derritieron y se abrieron rutas de migración.

Los investigadores reconocen que no hay evidencias arqueológicas que defiendan su tesis, ya que habrían quedado hundidas bajo el Mar de Bering cuando los niveles del mar subieron, pero se basan en pruebas genéticas y paleoambientales.

«Nadie discute que los antepasados de los pueblos nativos americanos vinieron de Asia a lo largo de la costa y el interior del puente de tierra», durante una edad de hielo llamada el «último máximo glacial», que se produjo hace al menos entre 28.000 y 18.000 años», dice Rourke.

Durante el largo período glacial, Siberia y Alaska quedaron unidas por el puente terrestre de Bering, en realidad una enorme franja de tierra al norte, entre y al sur de Siberia y Alaska, en los sitios actuales del mar de Chukchi, el estrecho de Bering y el mar de Bering, respectivamente. En su parte más larga, Beringia medía hasta 1.000 millas de norte a sur y hasta 3.000 millas desde Siberia al este del río Mackenzie, en Canadá.

Debido a la ausencia de los sitios arqueológicos y la naturaleza inhóspita del paisaje abierto y sin árboles, la tundra esteparia, «los arqueólogos no han dado mucho crédito a la idea de que había una población que vivió en el puente de tierra de Bering durante miles de años», añade el investigador.

Sin embargo, en los últimos años los paleoecólogos -los científicos que estudian los ambientes antiguos – han perforado núcleos de sedimentos desde el mar de Bering y los pantanos de Alaska. Esos sedimentos contienen fósiles de polen, plantas e insectos, lo que sugiere que el puente de tierra de Bering no era sólo una estepa estéril cubierta de hierba, sino que estaba salpicada por «refugios» donde había arbustos e incluso árboles como el abeto, el abedul o el sauce. En esas zonas también pudieron existir muchos pequeños animales, aves y alces.

«En algún momento, el mapa genético que define las poblaciones nativas americanas tuvo que convertirse en distinta del de origen asiático», explica. «La única manera de hacerlo era que la población estuviera aislada. La mayoría de nosotros no cree que el aislamiento se realizara en Siberia, ya que no vemos un lugar donde una población podría estar lo suficientemente aislada. Siempre habría estado en contacto con otros grupos asiáticos en su periferia». Pero estos refugios de arbustos en el centro de Beringia podrían proporcionar un lugar donde se produjo el aislamiento.

Un estudio del ADN mitocondrial de los nativos americanos demuestra que su mapa genético surgió en algún momento antes de hace 25.000 años, pero no se extendió a través de las Américas hasta hace unos 15.000. «Este resultado indica que existía una importante población en algún lugar, aislada del resto de Asia, mientras que su genoma se fue diferenciando del asiático», señala O’Rourke.

El investigador cree que es posible que, aunque la mayoría de las pruebas arqueológicas de la larga presencia humana en Beringia estén bajo el mar, pueden conservarse algunas evidencias de presencia humana en la tundra de arbustos, en las partes bajas de Alaska y el este de Chukotka en Rusia.

• Noticia ABC

• Artículo: Out of Beringia?

GENÉTICA

Descubren un “yacimiento” microbiano en dientes humanos de 1.000 años. A lo largo de nuestra vida, se van acumulando y mineralizando en nuestros dientes microorganismos, saliva y restos alimenticios. Es lo que se llama “cálculo dental”, y se preserva mucho después de la muerte. Un equipo de científicos ha analizado los cálculos dentales de esqueletos humanos de 1.000 años de antigüedad, y han hecho algunos interesantes descubrimientos.

El cálculo, por tanto, preserva las bacterias y partículas microscópicas de los alimentos en las superficies de los dientes, dando lugar a una auténtica “tumba” de microorganismos. Allí es donde los científicos han descubierto que la cavidad bucal de los antiguos humanos estaba poblada por numerosos patógenos, como los que provocan las caries y la enfermedad de las encías o periodontal.

En aquel entonces, esta enfermedad era causada por la misma bacteria que actualmente, a pesar de los importantes cambios que se han producido en la dieta y la higiene bucal humanas, revela el estudio.

El análisis del microbioma (conjunto de microorganismos) de esos dientes antiguos ha revelado asimismo que ésta contendía ya la maquinaria genética básica de resistencia a los antibióticos, a pesar de que estos medicamentos no existieron hasta la década de 1940. En cuanto a los alimentos que consumían aquellos humanos, el estudio del cálculo dental ha revelado que en su dieta había verduras.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: Pathogens and host immunity in the ancient human oral cavity

MEDICINA

Estudios epidemiológicos sostienen que enfermedades del sistema nervioso central como el Alzheimer, el Parkinson o la esquizofrenia protegen de algunos tipos de cáncer. El ejemplo más llamativo es la enfermedad de Alzheimer, que puede reducir hasta un 50% el riesgo de padecer cáncer. Varias son las propuestas que han tratado de explicar esta asociación entre enfermedades a priori muy distintas-farmacológicas, genéticas y medioambientales- pero los resultados disponibles no eran lo suficientemente sólidos como para confirmar  estos modelos.

El investigador del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) Alfonso Valencia, vicedirector de Investigación Básica del centro, presenta la primera evidencia sobre la base molecular de esta relación entre cáncer    y enfermedades del cerebro y del sistema nervioso central. En concreto, el trabajo identifica casi un centenar de genes como posibles responsables de esta asociación. Es decir, han visto que unos cien genes que inducen a tener cáncer son los mismos que frenan la posibilidad de tener una enfermedad neurodegenerativa.

Eso hace que el riesgo de cáncer se reduzca a la mitad en enfermos neurológicos y viceversa. Ahora que conocen la asociación entre esas enfermedades proponen ir más allá: empezar a cruzar fármacos, es decir, utilizar medicamentos de Alzheimer para el cáncer o al revés.

Para llegar a conclusiones concretas, los científicos cruzaron datos genéticos de cerca de 2000 pacientes con cáncer o enfermedades del sistema nervioso. Ahora seguirán estudiando el comportamiento de esos genes ya definidos.

• Nota de prensa del CNIO

• Artículo: Molecular Evidence for the Inverse Comorbidity between Central Nervous System Disorders and Cancers Detected by Transcriptomic Meta-analyses (descarga directa en formato PDF)

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Investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford y del Hospital Infantil Lucile Packard de Stanford (EEUU) han desarrollado un método de examen de pacientes jóvenes con cáncer sin radiación. La técnica, basada en la resonancia magnética y en un medio de contraste formado por nanopartículas de hierro, podría reducir el riesgo de desarrollar otros cánceres posteriormente.

Según un comunicado de la Escuela Médica de Stanford, el método es tan eficaz como las exploraciones de detección de cáncer que utilizan la radiación ionizante -específicamente, la tomografía por emisión de positrones (PET) y tomografía computerizada-. Aunque la tecnología PET proporciona información esencial para la detección del cáncer, tiene un gran inconveniente: una sola exploración expone al paciente a más radiación que las radiografías de tórax.

Esta exposición es especialmente peligrosa para niños y adolescentes, que son más vulnerables a la radiación que los adultos debido a que todavía están creciendo. Los niños también tienen más probabilidades de vivir el tiempo suficiente como para desarrollar un segundo cáncer. «Estoy emocionada de contar con una prueba para pacientes con cáncer que no requiere exposición a la radiación», afirma la autora principal del avance y radióloga, Heike Daldrup-Link.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: Ionising radiation-free whole-body MRI versus 18F-fluorodeoxyglucose PET/CT scans for children and young adults with cancer: a prospective, non-randomised, single-centre study

NEUROCIENCIA

Max Ortiz Catalán, un investigador mexicano que realiza su doctorado en el grupo de Señales y Sistemas Biomédicos de la Universidad de Tecnología Chalmers, en Gotemburgo (Suecia), ha desarrollado un nuevo método para tratar la sensación de dolor que sufren algunos amputados y que se conoce como síndrome del miembro fantasma.

Según el estudio el nuevo método utiliza señales musculares del muñón del paciente para manejar una aplicación de realidad aumentada. Las señales eléctricas en los músculos son detectadas por los electrodos en la piel. Luego estas señales se traducen en movimientos del brazo por medio de algoritmos complejos. El paciente puede verse a sí mismo en una pantalla con un brazo virtual superpuesto, que es controlado utilizando su propio comando neural en tiempo real.

El investigador comprobó su método con un paciente que ha sufrido dolor constante en su brazo amputado desde hace 48 años, con índices que van desde moderado a insoportable. Tras un periodo de tratamiento con la nueva técnica, el dolor del paciente se redujo drásticamente. Ahora tiene momentos en los que está completamente libre de dolor, y ya no se despierta por períodos intensos de dolor por la noche como le sucedía anteriormente.

El científico cree que es la combinación de varias características de este sistema lo que ocasiona el alivio del dolor. «Las áreas motoras del cerebro necesarias para el movimiento del brazo amputado se reactivan, y el paciente obtiene una respuesta visual que engaña al cerebro haciéndole creer que hay un brazo ejecutor de tales órdenes motoras. Él se ve a sí mismo como un todo, con su brazo amputado de nuevo en su lugar”, añade.

Max Ortiz Catalán explica que el método desarrollado por él y su equipo se diferencia de tratamientos previos en que “las señales de control vienen del muñón, por lo que el brazo afectado es el que está al mando. La ejecución motora y la vívida sensación de haber completado una tarea suministrada por la realidad aumentada puede ser el razón de la mejoría del paciente”, destaca.

El grupo de investigación también ha desarrollado un sistema que se puede utilizar en casa. Los pacientes podrán utilizar el tratamiento por su cuenta, una vez que haya sido aprobado. El método se podrá usar asimismo en pacientes que necesiten recuperar su movilidad tras un accidente cerebrovascular o hayan sufrido lesiones de médula espinal, señala el experto.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: Treatment of phantom limb pain (PLP) based on augmented reality and gaming controlled by myoelectric pattern recognition: a case study of a chronic PLP patient (descarga directa en formato PDF)

• Vídeo

FÍSICA

Aunque sorprendente, no nos resultaría demasiado extraño que los físicos descubran un nuevo estado de la materia en un gran acelerador como el LHC o en algún otro experimento de altísima tecnología, pero lo que es difícil de imaginar es que semejante hallazgo se encuentre en los ojos de un animal, concretamente en los de un pollo común y corriente. Pero, por lo visto, es posible. Al menos, así lo afirma un equipo de físicos de la Universidad de Princeton y la de Washington en St. Louis (EE.UU.), que han observado una inusual disposición de células en los ojos de estas aves, lo que, según ellos, constituye la primera aparición biológica de un potencialmente nuevo estado de la materia llamado «hiperuniformidad desordenada». Este tipo de materiales tienen propiedades únicas en la transmisión y el control de las ondas de luz.

Esta disposición de las partículas parece desorganizada a pequeñas distancias, ero tiene un orden oculto que permite que el material se comporte tanto como un cristal como un líquido. Combinadas, estas características significan que los circuitos ópticos hiperuniformes, detectores de luz y otros materiales pueden ser controlados para ser sensibles o insensibles a ciertas ondas de luz.

Los investigadores crearon un modelo computacional para imitar la disposición de los conos del pollo y descubrieron una configuración sorprendentemente ordenada. Alrededor de cada cono hay una región conocida como «zona de exclusión» que prohíbe que otros conos de la misma variedad se acerquen demasiado. Esto significa que cada tipo de cono tiene su propio arreglo uniforme, y cada uno de ellos descansa en capas diferentes una encima de la otra de una forma organizada pero desordenada. La distribución solo se reconoce uniforme a gran distancia, eso es la «hiperuniformidad desordenada».

Los materiales en ese estado son como cristales, ya que mantienen la densidad de partículas consistentes a través de grandes distancias espaciales. Pero también como los líquidos, ya que tienen las mismas propiedades físicas en todas las direcciones. Según los investigadores, lo más asombroso del asunto es que es la primera vez que se observa este orden en un sistema biológico. Anteriormente, solo se había visto en sistemas físicos como el helio líquido y plasmas simples.

• Noticia ABC

• Artículo: Avian photoreceptor patterns represent a disordered hyperuniform solution to a multiscale packing problem

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Físicos de Alemania y EE UU han descrito por primera vez un tipo de cuasipartícula formada por un puñado de electrones y huecos. Sus propiedades se asemejan a las de las gotas de los líquidos, por lo que ha sido bautizada como dropletón, nombre derivado de la palabra inglesa droplet, ‘gotita’.

Las cuasipartículas son excitaciones cuánticas formadas por partículas más pequeñas que, juntas, actúan como si fueran una sola de comportamiento predecible. Un ejemplo es el excitón, una cuasipartícula integrada por un electrón y un hueco (donde el electrón podría estar pero no está) unidos por fuerzas electrostáticas. «Estamos hablando de gotitas con alrededor de cinco electrones y cinco huecos», dice uno de los investigadores

El dropletón es la suma de un pequeño grupo de excitones, es decir, unos pocos fotones y huecos que se condensan durante un instante (25 picosegundos, o una 25 billonésima de segundo) como las gotas de los líquidos.

Sus propiedades y aspecto de ‘gotita’ (droplet, en inglés) han inspirado a los científicos para bautizar a la nueva cuasipartícula como dropletón. En español sería algo así como ‘gotitón’. También tiene una estructura y características cuánticas diferentes a los de otras conocidas.

«Las gotitas de electrones y huecos se conocen en los semiconductores, pero por lo general contienen miles de millones de estos electrones y huecos», explica el físico de JILA Steven Cundiff, uno de los autores. «Aquí estamos hablando de gotitas con aproximadamente cinco electrones y cinco huecos”.

Para crear las nuevas cuasipartículas se han utilizado pulsos de láser ultrarrápidos. Con ellos se ha generado el plasma de electrones y huecos necesario para producir los excitones, de los que después surgen los dropletones.

El tiempo de vida relativamente ‘largo’ de estas cuasipartículas las hace lo suficientemente estables como para facilitar el estudio de interacciones cuánticas entre la luz y la materia. Según los investigadores, su detección será de interés en el campo de la física fundamental.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Quantum droplets of electrons and holes

ASTRONOMÍA

Investigadores de la Universidad de Huelva y del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) observaron el pasado 11 de septiembre de 2013 un destello casi tan brillante como la estrella Polar en la superficie de la Luna, que duró hasta ocho segundos. Se trataba del choque más grande de una roca contra el satélite de los detectados hasta la fecha.

Estos impactos los producen, mayoritariamente, fragmentos de cometas y asteroides que giran alrededor del Sol y que técnicamente se conocen como meteoroides. La Tierra posee una atmósfera protectora que evita que la mayoría de los metoroides que impactan contra ella alcancen el suelo, pero la Luna carece de ese escudo y hasta los fragmentos más pequeños pueden chocar contra su superficie y producir un cráter.

Como este tipo de impactos tiene lugar a velocidades de decenas de miles de kilómetros por hora, las rocas se funden y vaporizan instantáneamente en el punto de impacto. «Por eso no llamamos meteoritos a estas colisiones, ya que ese término implica que haya fragmentos», aclara José Luis Ortiz (IAA-CSIC). El choque produce una súbita elevación de la temperatura, que da lugar a un destello que se observa con telescopios en tierra y que presenta una duración media de una fracción de segundo -muy por debajo de los ocho segundos que tardó en extinguirse el brillo del impacto del 11 de septiembre-.

El análisis llevado a cabo por Madiedo y Ortiz calcula que el nuevo cráter podría medir unos cuarenta metros de diámetro, y que el meteoroide que produjo el impacto presentaba una masa de unos cuatrocientos kilos y un diámetro comprendido entre 0,6 y 1,4 metros. Se trata de cifras aproximadas, ya que su determinación depende sobre todo de un parámetro físico no muy bien conocido, denominado eficiencia luminosa. La colisión tuvo lugar a unos 61.000 kilómetros por hora en la zona conocida como Mare Nubium (Mar de las Nubes), una antigua cuenca de lava solidificada con una extensión similar a la de la Península Ibérica.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: A large lunar impact blast on September 11th 2013 (descarga directa en formato PDF)

• Vídeo:

HISTORIA DE LA CIENCIA

Según publica la revista Nature, un manuscrito de Albert Einstein, que había pasado desapercibido por los científicos durante décadas, ha sido recientemente encontrado.

En él, Einstein escribió una teoría sobre el origen del universo alternativa a la del Big Bang‎, que señala que el cosmos comenzó a expandirse a partir de una gran explosión hace aproximadamente 15.000 millones de años y que, nada más nacer, estaba muy caliente y contenía partículas elementales o cuánticas que convivían con masivos campos gravitatorios.

El texto, del año 1931, propone concretamente que el universo se expande de manera estable y eterna, una hipótesis similar a la planteada a finales de los años 40 del siglo XX por el astrofísico británico Fred Hoyle, la Teoría del Estado Estacionario.

Los problemas con la hipótesis de Hoyle comenzaron a surgir a finales de los años 60, cuando las evidencias observacionales empezaron a mostrar que, de hecho, el Universo estaba cambiando.

En cuanto a la hipótesis alternativa al Big Bang elaborada por Einstein, aunque es cierto que el científico la abandonó pronto, el manuscrito muestra una reticencia a aceptar que el universo se creó a partir de un único evento explosivo.

Las evidencias de que la teoría del Big Bang es cierta comenzaron a aparecer en la década de 1920, cuando el astrónomo Edwin Hubble y otros descubrieron el movimiento de las galaxias distantes y la expansión del propio universo. Esto implicaba que, en el pasado, los contenidos del cosmos observable procedían de un “caldo primordial” muy denso y caliente.

En general, hoy día se considera que las evidencias empíricas que respaldan el Big Bang son las siguientes: la mencionada expansión del universo, que se expresa en la Ley de Hubble; las medidas detalladas del fondo cósmico de microondas (que demuestran variaciones en la radiación del universo con el paso del tiempo); y la abundancia en el universo de elementos ligeros o primordiales (del origen del cosmos). Además, las observaciones detalladas de la morfología y estructura de las galaxias y cuásares proporcionan una fuerte evidencia del Big Bang.

Antes de contar con estas pruebas, Hoyle argumentó que el espacio podría estar expandiéndose eternamente, manteniendo una densidad constante. Lo haría añadiendo nueva materia continuamente que, al condensarse, formaría nuevas galaxias, estrellas, etc.

Mucho tiempo antes, demuestra el manuscrito encontrado, Einstein tuvo la misma idea. Así, en 1931 escribe: “Para que la densidad se mantenga constante, nuevas partículas de materia deben formarse continuamente”.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: A steady-state model of the universe by Albert Einstein (descarga directa en formato PDF)

Siete días … 17 a 23 de febrero (mandíbulas Dmanisi)

por

BIOQUÍMICA

Investigadores del Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nueva York han conseguido una remisión completa de la leucemia avanzada en un 88% de los pacientes sometidos a un estudio clínico, el más extenso realizado a este respecto hasta la fecha. El logro fue posible gracias a una terapia celular que abre nuevas esperanzas.

Un adulto con leucemia linfoblástica aguda‎ de células B (B-ALL), un tipo de cáncer sanguíneo que se forma en las células B –una clase de glóbulo blanco que elabora anticuerpos–, se enfrenta a un complicado tratamiento, pues la mayoría de los pacientes recaen. Así, los pacientes con B-ALL que recaen tienen pocas opciones de tratamiento, de hecho solo el 30% responde a la quimioterapia. Sin un trasplante de médula, no son muchos los que tienen alguna esperanza de supervivencia a largo plazo.

En este estudio, 16 pacientes B-ALL con recaída recibieron una infusión de sus propias células inmunes modificadas genéticamente, llamadas células T‎. Las células fueron “reeducadas” para reconocer y destruir las células cancerosas que contienen la proteína CD19.  Mientras que la tasa de respuesta completa general para todos los pacientes fue de 88%, en aquellos con enfermedad detectable antes del tratamiento la tasa fue del 78%, muy superior a la obtenida solo con quimioterapia.

Según los autores, “ya están en marcha estudios adicionales para determinar si la terapia celular puede ser aplicada a otros tipos de cáncer, y se están planeando análisis para probar si los pacientes con B-ALL pacientes se beneficiarían de recibir inmunoterapia específica como tratamiento primario”.

• Noticia en Tendencias21

• Artículo: Efficacy and Toxicity Management of 19-28z CAR T Cell Therapy in B Cell Acute Lymphoblastic Leukemia

BIOLOGÍA

Un equipo interdisciplinario de investigadores de la Universidad de Maryland (UMD), en Estados Unidos, y la Universidad de Padua, en Italia, propone una respuesta a la reflexión sobre las formas geométricas de la vida basada en una famosa fórmula matemática que ha sido aceptada como verdadera durante generaciones, pero nunca completamente entendida. El equipo ofrece un replanteamiento de la norma conocida como Ley de Kleiber: el metabolismo es igual a la masa elevada a la potencia de tres cuartos.

El equipo sugiere que plantas y animales evolucionaron en paralelo en formas muy diferentes, como fórmulas idóneas de resolver el problema de cómo utilizar la energía de manera eficiente. Llamada así por el biólogo suizo Max Kleiber que la formuló en la década de 1930, uno de los pocos principios generalmente aceptados en la biología, muestra que a medida que los seres vivos se hacen más grandes, su metabolismo y su vida se extiende en tasas predecibles y se utiliza, por ejemplo, para calcular la dosis humana correcta de un medicamento probado en ratones, entre muchas otras cosas.

«Las primeras plantas y los animales tenían cuerpos simples y bastante diferentes, pero la selección natural ha actuado en los dos grupos de forma que las geometrías de los árboles y los animales modernos muestran, sorprendentemente, eficiencias energéticas equivalentes. Ambos son igualmente aptos y eso es lo que la Ley de Kleiber nos muestra»

Para nutrir su masa, un animal necesita combustible y laa quema de combustible genera calor, por lo que el animal tiene que encontrar una manera de deshacerse del exceso de calor corporal. La forma obvia es enfriar su superficie pero como la superficie del tigre es proporcionalmente menor que su masa, la superficie no está a la altura, por lo que la piel de la criatura tendría un exceso de calor y su pelaje podría arder en llamas.

Entonces, como los animales se hacen más grandes en tamaño, su metabolismo debe aumentar a un ritmo más lento que su volumen o no serían capaces de deshacerse del exceso de calor. Si la superficie fuera lo único que importa, el metabolismo de un animal aumentaría de la misma forma que crece en tamaño, a razón de su masa a la potencia de dos tercios. Pero la Ley de Kleiber, respaldada por muchos grupos de observaciones, dice que la tasa real es la masa a la potencia de tres cuartos. De forma que hay un factor que falta, por lo que los científicos estudiaron minuciosamente los datos en un intento de averiguar qué es.

Los investigadores de UMD y la Universidad de Padua sostienen que se ha pasado por alto una variable crucial: la velocidad a la cual los nutrientes son llevados por todo el cuerpo de los animales y se elimina el calor. Así que los miembros del equipo calcularon la velocidad a la que el corazón de los animales bombea sangre y encontraron que la velocidad del flujo sanguíneo fue igual a la masa de los animales a la potencia de una doceava parte.

«La información estaba allí todo el tiempo, pero su importancia se pasó por alto -apunta el hidrólogo Andrea Rinaldo, de la Universidad italiana de Padua y la Escuela Politécnica Federal de Suiza-. Los animales necesitan para ajustar el flujo de nutrientes y el calor a sus cambios de masa para mantener la mayor eficiencia energética posible. Es por eso que los animales necesitan un surtidor, el corazón, y los árboles no». Al incluir esa información en su ecuación, los expertos encontraron que habían alcanzado una explicación completa de la ley de Kleiber.

• Noticia Europa Press

• Artículo: Form, function, and evolution of living organisms (descarga directa en formato PDF)

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Uno de los dogmas más firmes de la ciencia es que las formas de vida complejas de la Tierra sólo pudieron desarrollarse cuando los niveles de oxígeno de la atmósfera se elevaron hasta alcanzar casi los niveles actuales. El estudio de una pequeña esponja marina parece desafiar este dogma, pues ha demostrado que la vida compleja no necesitó niveles altos de oxígeno para vivir y crecer.

¿Cómo pudieron las pequeñas células primitivas y primigenias evolucionar hacia la diversidad de formas de vida que existen en la Tierra en la actualidad? La explicación que puede encontrarse en todos los libros de texto es: el oxígeno. La vida compleja evolucionó gracias a que los niveles atmosféricos de oxígeno comenzaron a aumentar hace unos 635 millones de años.

Sin embargo, nuevos estudios realizados con una esponja de mar común de un fiordo de Kerteminde, en Dinamarca, señalan que esta explicación debería ser reconsiderada. Los análisis sugieren que los animales pudieron vivir e incluso desarrollarse con un suministro de oxígeno muy limitado, en concreto con una cantidad de oxígeno en la atmósfera de sólo el 0,5% de los niveles actuales.

La gran pregunta entonces es: si esos niveles bajos de oxígeno no impidieron que los animales evolucionaran, entonces, ¿qué lo hizo? ¿Por qué la vida se limitó en la Tierra a bacterias unicelulares primitivas y a amebas durante miles de millones de años, antes de que todo eclosionara de repente y surgieran las formas de vida complejas?

«Debe haber habido otros mecanismos ecológicos y evolutivos en juego. Tal vez la vida microbiana se mantuvo durante tanto tiempo porque tardó en desarrollar la maquinaria biológica necesaria para crear un animal. Quizá, la antigua Tierra carecía de animales porque, simplemente, es difícil que evolucionen organismos pluricelulares complejos»

• Noticia en Tendencias21

• Artículo: Oxygen requirements of the earliest animals

ECOLOGÍA

Científicos británicos han desarrollado unas patatas modificadas genéticamente que son resistentes a la plaga del hongo phytophthora infestans, que se considera la mayor amenaza para el tubérculo. Este logro, que ha requerido tres años de estudio, necesita ahora la aprobación de la UE para que se pueda comercializar.

La phytophthora infestans ha afectado a los agricultores a lo largo de generaciones y fue la responsable de la hambruna irlandesa de la década de 1840. Según explican los expertos a la BBC, las patatas son especialmente vulnerables a este hongo, que aparece en zonas de gran humedad. La velocidad con la que esta infección se afianza y el impacto que causa son «devastadores» y pueden llegar a afectar a seis millones de toneladas de las patatas producidas en Reino Unido en un año.

Ante estas cifras, los investigadores del Centro John Innes y el Laboratorio Sainsbury comenzaron a buscar una solución agregando un gen a las patatas Desiree, de un pariente silvestre de América del Sur. A su juicio, el uso de técnicas para agregar genes extra fue crucial en el desarrollo de una planta resistente a la plaga.

En 2012, el tercer año de la prueba, todas las patatas no modificadas genéticamente se infectaron con el tizón tardío de agosto, mientras que los vegetales modificados permanecieron totalmente resistentes al final del experimento. Hubo también una diferencia en el rendimiento, con la nueva variedad se produjo el doble de cantidad de tubérculos.

• Noticia ABC

• Artículo: Elevating crop disease resistance with cloned genes

EVOLUCIÓN HUMANA

La variabilidad de las cuatro mandíbulas de Dmanisi evidencia la existencia de varias especies. Un equipo de investigadores del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), liderado por José Mª Bermúdez de Castro, coordinador del Programa de Paleobiología de Homínidos y codirector de los yacimientos de Atapuerca, acaba de publicar un artículo en el que se realiza un estudio de morfología comparada de las cuatro mandíbulas encontradas en el yacimiento georgiano de Dmanisi.

El trabajo supone una visión conceptual y metodológica diferente a la realizada hasta el momento, ya que propone la existencia de al menos dos especies distintas frente los estudios que consideran que solo puede hablarse de Homo erectus.

Como cabía esperar de una población tan antigua del género Homo, con una cronología en torno a 1,8 millones de años, todas las mandíbulas presentan rasgos primitivos en común. Sin embargo, mientras que dos de la mandíbulas estudiadas (D 211 y D 2735) recuerdan a la especie Homo habilis, la mandíbula D 2600 tiene una constelación de rasgos derivados, propios de especies recientes, como los neandertales.

El equipo del CENIEH, que ha participado en las excavaciones y en varios trabajos científicos sobre los fósiles humanos de Dmanisi, ha realizado una revisión exhaustiva de los datos geológicos del yacimiento, lo que les ha permitido detectar las incongruencias que existen entre diferentes publicaciones sobre los fósiles humanos de este yacimiento.

“En algunos casos resulta imposible conocer con precisión la procedencia de algunos ejemplares. Además y a la luz de las investigaciones, cabe pensar que estos fósiles pueden proceder de capas geológicas distintas, lo que pone en duda que los fósiles humanos de Dmanisi pertenezcan a la misma población o a la misma especie” afirma Bermúdez de Castro.

La conclusiones del estudio del cráneo D 4500 sugieren que los homínidos de Dmanisi reúnen las variabilidad de docenas de ejemplares hallados en África y Eurasia en un período de tiempo comprendido entre dos millones años y unos 100.000 años y, en consecuencia, todos ellos pertenecerían a la especie Homo erectus. “Estas conclusiones todavía no han sido respondidas en revistas científicas”, aclara Bermúdez de Castro.

“Esperamos que este primer trabajo científico, tras la publicación en 2013 del cráneo D 4500, conocido como cráneo 5, y sus provocadoras conclusiones sobre la evolución del género Homo, anime a otros investigadores a revisar la muestra de fósiles humanos de Dmanisi”, concluye Bermúdez de Castro.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: On the variability of the Dmanisi mandibles

GENÉTICA

Descubren la clave que está detrás del envejecimiento muscular. La maquinaria celular humana está programada para reparar aquellos daños generados por heridas, enfermedades o patógenos que asaltan nuestro cuerpo. Las células madre presentes en los tejidos son las encargadas de generar nuevos repuestos cuando hacen falta. Sin embargo, a medida que envejecemos el organismo va perdiendo su capacidad regenerativa y con ello se va restando eficacia a la hora de recuperar funciones dañadas, por ejemplo, tras un accidente.

El deterioro es evidente en la masa muscular que va, poco a poco, disminuyendo con el paso de los años y que es más difícil de restaurar a edades ancianas. Ese daño en la capacidad de renovación de este tejido se había achacado a alteraciones que se producen en el ambiente que rodea a las células madre del músculo. Pero, un estudio español viene a cambiar esa concepción y trae una nueva explicación de lo que está detrás del deterioro muscular.

En los últimos años, grupos americanos habían establecido un axioma que afirmaba que la reducción de la capacidad regenerativa del músculo relacionada con el envejecimiento se debía no a las células madre del músculo sino al ambiente, bien por alteraciones en la circulación, en el propio tejido muscular o en otro aspecto de su entorno. A esta conclusión habían llegado porque si trasplantaban células madre de ratones viejos en ratones jóvenes, estas células se comportaban como si fueran jóvenes.

El cambio de paradigma ha venido con una investigación más exhaustiva en el concepto de envejecimiento en ratones. Porque los grupos anteriores consideraban que un ratón era viejo cuando era mayor de 18 meses. Pero el equipo español ha marcado diferencias en la vejez. De esta manera, han estudiado el comportamiento de las células madre del músculo procedentes de ratones de 20 meses, que se podrían equiparar con personas de unos 60 años, con el de células de roedores de 28 meses, que representarían más o menos a personas de 75 u 80 años. Al trasplantar todas estas células en ratones jóvenes, se observa que aquellas que proceden de los animales más viejos no se regeneran en individuos con menos años, pero las que tienen su origen en ratones de 20 meses sí que lo hacen. «Esto demuestra que el ambiente no lo es todo».

Las células madre musculares (también denominadas células satélite) se encuentran normalmente en un estado de quiescencia, como si estuvieran echando una siesta, y sólo se despiertan cuando es necesario, por ejemplo, en caso de que tengan que reparar los daños de un accidente. Pero cuando se llega a un estado de vejez avanzada, la expresión del factor p16 y otros genes hace que las células pasen de una semivigilia a un estado comatoso. Es como si p16 marcara la frontera entre el declive progresivo y el agudo, o lo que es lo mismo, el deterioro que se da en los grandes ancianos. Otro hecho que ha demostrado el equipo español es que al inhibir p16 se desbloquean las células satélite y empiezan a formar nuevas fibras. Lo que abre la puerta al intento de buscar una herramienta para investigar el envejecimiento progresivo y las enfermedades musculares.

• Noticia en El Mundo

• Artículo: Geriatric muscle stem cells switch reversible quiescence into senescence

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Los científicos están cerca de ser capaces de rejuvenecer los músculos que envejecen. En estudios con ratones, unos investigadores de la Stanford descubren el motivo potencial que subyace al declive muscular en la vejez.

En unos estudios con ratones que envejecían, los investigadores de la Universidad de Stanford hallaron que, con el tiempo, las células madre que ayudan a reparar a las células musculares dañadas se hacen menos capaces de hacerlo. Esto ayuda a explicar por qué recuperar la fuerza y recuperarse de una lesión muscular se hace más difícil con la edad.

«En el pasado, se pensaba que las células madres en sí no cambiaban con la edad, y que cualquier pérdida de la función se debía principalmente a factores externos en el ambiente de la célula», comentó en un comunicado de prensa de la Universidad de Stanford la autora principal del estudio, Helen Blau. «Pero cuando aislamos las células madre de ratones mayores, hallamos que exhiben cambios profundos con la edad. Dos terceras partes de las células son disfuncionales cuando se les compara con las de ratones más jóvenes, y el defecto persiste incluso cuando se trasplantan a músculos jóvenes».

Sin embargo, la investigación también reveló que hay un defecto que es específico de las células madre musculares viejas que puede ser corregido, permitiendo a los científicos rejuvenecer las células.

Las células madres musculares de los ratones de dos años de edad son equivalentes a las halladas en personas de 80 años. Al llevar a cabo el estudio, los investigadores hallaron que muchas células madre musculares de esos ratones tenían una mayor actividad en una vía biológica en particular que interfiere con la producción de las células madre. Pero un medicamento específico que bloquea esta vía en las células madre vieja permitió que esas células produjeran una mayor cantidad de nuevas células que podían reparar el daño muscular con efectividad.

• Artículo: Rejuvenation of the muscle stem cell population restores strength to injured aged muscles

MEDICINA

Investigadores del Centro de Investigación en Salud Internacional de Barcelona (CRESIB) han coordinado un estudio sobre la proteína AP2-G, un regulador esencial de la reproducción sexual de parásitos de la malaria. Dicha proteína actúa como un interruptor del desarrollo al activar la transcripción de los genes tempranos de gametocitos, formas sexuales del parásito del género Plasmodium, causante de la malaria.

El estudio revela nuevas dianas para interrumpir la transmisión de la enfermedad mediante la prevención de la formación y maduración de las etapas sexuales del parásito, esenciales para la transmisión del humano al mosquito.

Los ciclos de vida de muchos parásitos implican transiciones entre especies hospedadoras dispares. Por ello, los parásitos han de pasar por varias etapas de desarrollo para adaptarse a cada uno de estos nichos. Así, para la transmisión de parásitos de la malaria (Plasmodium falciparum) de las personas al mosquito vector es necesario que se produzca una diferenciación de las etapas asexuales de replicación en los glóbulos rojos a etapas sexuales (gametocitos masculinos y femeninos).

En la fase asexual de los parásitos en sangre, el gen que codifica la proteína AP2-G está “apagado” (silenciado) en la mayoría de los parásitos pero es propenso a la activación espontánea. Según se relata, los parásitos en que se “enciende” (activa) la expresión de este gen se desarrollarán como gametocitos sexuales, que son los únicos que pueden sobrevivir en el mosquito y transmitir la enfermedad a otra persona. Por lo tanto, la proteína AP2-G actúa como un interruptor molecular del desarrollo sexual, que es una etapa básica para la transmisión de la malaria.

Los investigadores han demostrado que la función de la proteína AP2-G es esencial para la diferenciación sexual del parásito de la malaria ya que la expresión de esta proteína de unión al ADN se correlaciona fuertemente con los niveles de formación de gametocitos. También lo han demostrado mediante manipulación genética del parásito, ya que la expresión de AP2-G se regula a nivel epigenético.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: A transcriptional switch underlies commitment to sexual development in malaria parasites

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Un grupo internacional de científicos, con participación española, ha logrado regenerar en cerdos células cardíacas dañadas tras un infarto de miocardio. Los resultados se han conseguido gracias a la aplicación de terapia génica (transferencia de material genético a las células periféricas al infarto).

Gabriela Guzmán, del Hospital Universitario La Paz (Madrid) y una de las firmantes de esta investigación, ha explicado que hasta ahora las células cardíacas de los mamíferos, también los humanos, no se podían regenerar como respuesta al daño: «Cuando una persona tiene un infarto la zona dañada del corazón se muere, sus células no se pueden recuperar». Para revertir esta situación, los investigadores, que ya lo habían conseguido en ratones, introdujeron ADN en aquellas células del corazón del cerdo -«in vivo»- en la zona adyacente el infarto. «Mediante inserción de un determinado gen se consiguió que las células se regeneraran», ha confirmado Guzmán.

Esta investigadora también en el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) ha detallado que esto se hizo mediante un virus, el citomegalovirus, que sirvió de vector para hacer llegar ese material genético a las células. «Lo que hicimos fue modificar el ADN del virus con el gen que quisimos y lo inyectamos en el corazón», ha manifestado Guzmán.

Una vez dentro, el gen llamado Ciclina A2 consiguió que las células comenzaran a regenerarse (provocó la división de las células cardíacas y su crecimiento, lo que es imprescindible para recuperar el tejido).

Los investigadores trabajaron con dos grupos de cerdos: a los que se inyectó el ADN modificado y a los que no y comprobaron, siete semanas después del infarto, que la función ventricular del corazón era «significativamente superior» en los animales del primer grupo y observaron evidencias de nuevas células musculares cardíacas en las áreas alrededor del ataque cardíaco.

• Noticia Libertad Digital

• Artículo: Cyclin A2 Induces Cardiac Regeneration After Myocardial Infarction Through Cytokinesis of Adult Cardiomyocytes

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Mejorar el oído con la oscuridad. Lo que ya se sabía era que los cerebros jóvenes eran capaces de reaprovechar las conexiones sensoriales del cerebro, pero una nueva investigación ha determinado que la oscuridad puede ser un buen tratamiento contra la pérdida de audición, cuando está provocada por causas neuronales. Los investigadores de las universidades de Maryland y Johns Hopkins (en EEUU ambas) lo han comprobado dejando a varios ratones sin luz durante una semana.

En ese período, las redes neuronales entre la corteza auditiva (encargada de procesar el sonido) y el tálamo (encargado de los sentidos, excepto el olfato) se reforzaban e incrementaban. Para Patrick Kanold, uno de los autores de la investigación, «esto revela que hay cierta conexión entre unos sentidos y otros» y que «privándonos de la vista temporalmente un cerebro adulto puede lograr las adaptaciones necesarias para que la audición mejore».

El detalle de que se haya logrado en ratones adultos es importante, porque se supone que su cerebro menos adaptable que el de un individuo joven. Según explica Kanold, «hay un llamado período crítico en el que los niños aprenden a reconocer y responder a los sonidos más habituales que les rodean» pero después, digamos, admiten pocos tipos más. Pero ahora parece que no sería tan difícil reeducar el oído.

• Noticia Libertad Digital

• Artículo: Crossmodal Induction of Thalamocortical Potentiation Leads to Enhanced Information Processing in the Auditory Cortex

NEUROCIENCIA

Científicos del King College de Londres han identificado un gen que vincula el espesor de la materia gris en el cerebro con la inteligencia. El estudio podría ayudar a que los científicos entiendan los mecanismos biológicos detrás de algunas formas de deterioro intelectual.

En estudios anteriores se había demostrado que el espesor de la corteza cerebral, o “grosor cortical”, se correlaciona estrechamente con la capacidad intelectual, sin embargo todavía no se habían identificado ningún gen. Ahora, un equipo internacional de científicos ha analizado muestras de ADN e imágenes por resonancia magnética de 1.583 adolescentes sanos de 14 años. Los adolescentes también se sometieron a una serie de pruebas para determinar su inteligencia verbal y no verbal.

La Dra. Sylvane Desrivières, autora principal del estudio, dice que el objetivo principal era encontrar cómo se relacionan las diferencias estructurales del cerebro con diferencias en la capacidad intelectual. Añade que la variación genética que han identificado está relacionada con la plasticidad sináptica –es decir, la forma en que se comunican las neuronas. El descubrimiento puede ayudar a entender lo que ocurre a nivel neuronal en ciertas formas de deficiencias intelectuales, en las que la capacidad de las neuronas para comunicarse de manera efectiva se ve comprometida de alguna manera.

La Dra. Desrivières advierte que “es importante señalar que la inteligencia se ve influida por muchos factores genéticos y ambientales. El gen que hemos identificado sólo explica una pequeña proporción de las diferencias en la capacidad intelectual, por lo que no es de ninguna manera un ‘gen de la inteligencia”.

• Noticia en Ciencia al día

• Artículo: Single nucleotide polymorphism in the neuroplastin locus associates with cortical thickness and intellectual ability in adolescents (descarga directa en formato PDF)

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Algunas personas recuerdan sus sueños cada mañana, mientras que otras rara vez recuerdan uno. Un equipo dirigido por Perrine Ruby, investigador del INSERM en el Centro de Investigación de Neurociencia de Lyon, ha estudiado la actividad cerebral de estos dos tipos de soñadores con el fin de comprender las diferencias entre ellos. En el estudio los investigadores muestran que la unión temporo-parietal, un centro de procesamiento de información en el cerebro, es más activo en los “recordadores”. El aumento de la actividad en esta región del cerebro puede facilitar la orientación de la atención hacia los estímulos externos y promover la vigilia en intrasueño, facilitando de este modo la codificación de los sueños en la memoria.

La razón de los sueños sigue siendo un misterio para los investigadores que estudian la diferencia entre “recordadores de alto perfil”, que recuerdan los sueños con regularidad, y “recordadores de perfil bajo”, que raramente recuerdan los sueños. En enero de 2013 el equipo dirigido por Perrine Ruby hizo las dos observaciones siguientes: los “recordadores de alto perfil” tienen el doble de tiempo de vigilia durante el sueño que los “recordadores de bajo perfil” y poseen cerebros más reactivos a estímulos auditivos durante el sueño y la vigilia. Este aumento de la reactividad cerebral puede promover despertares durante la noche, y por lo tanto puede facilitar la memorización de los sueños durante breves períodos de vigilia.

En este nuevo estudio, el equipo de investigación buscó identificar qué áreas del cerebro se diferencian entre ambos. Utilizaron Tomografía por Emisión de Positrones (PET) para medir la actividad cerebral espontánea de 41 voluntarios durante la vigilia y el sueño. Los voluntarios se dividieron en 2 grupos: 21 “recordadores de perfil alto” que recordaban sueños 5,2 mañanas  por semana en promedio, y 20 de perfil bajo, que informaron de sueños 2 días por mes de  promedio. Los de tipo “perfil alto”, tanto cuando estaban despiertos como cuando dormían, mostraron una actividad cerebral más fuerte espontánea en la corteza prefrontal medial (mPFC) y en la unión temporo-parietal (TPJ), un área del cerebro involucrada en la atención orientando hacia los estímulos externos.

“Nuestros resultados sugieren que ambos  difieren en la memorización del sueño, pero no se excluye que también difieran en la producción de sueño. De hecho, es posible que los “recordadores de perfil alto” produzcan una mayor cantidad de sueños” , concluye el equipo de investigadores.

• Noticia en Inserm (traducción al castellano)

• Artículo: Resting Brain Activity Varies with Dream Recall Frequency Between Subjects

Siete días … 10 a 16 de febrero (dientes Dmanisi)

por

BIOLOGÍA

Algunos genes del sistema inmunitario han evolucionado en rumanos y personas de etnia gitana bajo los efectos de la peste negra, mientras que el mismo grupo de genes en personas del noreste de la India, de donde los gitanos provienen, no ha sufrido ningún tipo de cambio.

La evolución de la población europea ha sido determinada, a lo largo de los siglos, por múltiples causas de orden natural. Precisamente, una de las causas más importantes han sido los diversos episodios de epidemias mortales que asolaron Europa durante el milenio pasado. Uno de ellos, el brote de peste bubónica o peste negra de 1348, es, probablemente, el más conocido, ya que fue extremadamente mortal en conseguir exterminar entre el 30% y el 50% de los europeos.

Varios estudios científicos han llegado a la conclusión de que las epidemias mortales afectan al sistema inmunitario humano, ya que los genes evolucionan bajo la influencia de este tipo de enfermedades infecciosas. Tanto es así que las personas con los genes que son más resistentes a la enfermedad logran vivir y reproducirse. En cambio, los portadores de genes que no son capaces de hacer frente a la enfermedad, mueren.

Los resultados muestran que los tres genes del grupo de los receptores tipo Toll (TLR) del sistema inmune, evolucionó de manera similar en los gitanos y los rumanos, bajo el efecto de la misma presión selectiva, mientras que los habitantes de la India no tienen el efecto de la selección natural para esta causa. Es un buen ejemplo de evolución convergente, donde las poblaciones de diferente origen (rumanos y gitanos) tienen la misma adaptación al estar sometidas a las mismas presiones ambientales, en este caso, el efecto de la epidemia de la peste.

La relación entre los genes TLR y la bacteria causante de la peste se ha demostrado experimentalmente. Por lo tanto este estudio muestra que la peste tuvo un papel importante en el cambio genético. Así, los científicos tomaron sangre de 100 personas de ascendencia europea en contacto con la bacteria que causa la peste, Yersinia pestis, y se observó una relación entre los genes TLR y un aumento de la producción de citoquinas, moléculas que juegan un papel importante en el sistema inmune y en la resistencia a la enfermedad.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Convergente evolution in European and Rroma populations Reveal pressure exerted by plague donde Toll-like receptores

ECOLOGÍA

Científicos de la British Antarctic Survey (Reino Unido) han obtenido imágenes de satélite de alta resolución de una de las mayores poblaciones de ballenas francas australes, durante la época de cría en la costa argentina. Los investigadores creen que esta técnica puede ser muy útil para contar el número de ejemplares que existen en los diferentes océanos del mundo y ayudar a su conservación.

En el estudio, los autores seleccionaron un grupo de ballenas francas australes debido a su gran tamaño y su costumbre de tomar el sol cerca de la superficie en grandes grupos alrededor de las abrigadas aguas costeras durante la temporada de cría. Los científicos utilizaron esta población para poner a prueba el potencial del uso de imágenes de satélite de muy alta resolución para detectar y contar las ballenas. Las imágenes fueron proporcionadas por el satélite de mayor precisión, el WorldView2, que cubre 40 millas cuadradas y podía penetrar aún más en la masa de agua que las imágenes de otros satélites. Los autores utilizaron cuatro métodos diferentes de detección automática y se compararon los resultados con los de la detección manual de ballenas.

Los científicos identificaron 55 ballenas probables y otras 23 formas que podrían ser estos cetáceos en o justo debajo de la superficie. Además, observaron 13 objetos detectados solo en determinadas longitudes de onda de luz.

Los autores concluyen que estos métodos son más eficientes que los tradicionales para la evaluación de las poblaciones de mamíferos marinos, y que se pueden utilizar para calcular la abundancia de la población. Este es uno de los primeros estudios con éxito que utiliza imágenes de satélite para contar ballenas, un método que podría aplicarse a las futuras encuestas de distintas especies de ballenas y otras poblaciones de mamíferos marinos.

• Noticia ABC

• Artículo: Whales from Space: Counting Southern Right Whales by Satellite (descarga directa en formato PDF)

EVOLUCIÓN

El hallazgo del fósil de un pez primitivo de hace más de 400 millones de años ha permitido entender mejor cómo evolucionaron los vertebrados hasta desarrollar la mandíbula.

Tras un estudio exhaustivo, los investigadores mostraron cómo los fósiles documentan el ensamblado progresivo de la cara y la mandíbula en los vertebrados y proporcionan nueva e importante información de los pasos de esta compleja transición. En el caso del Romundina, se trata de un pez blindado, que data de hace 410 millones de años y que habitaba en la Australia Occidental en la época del Devónico superior.

Este antiguo fósil muestra la evolución de la anatomía craneal entre los ciclóstomos, una antigua clase de peces sin mandíbulas, y los galeáspidos, una clase extinta de peces que habitaron tanto en agua dulce como en salada desde el Silúrico Medio al Devónico Inferior (430 a 370 millones de años atrás).

“Este cráneo es una mezcla de rasgos primitivos y modernos, por lo que es un fósil intermedio entre los vertebrados sin mandíbula y aquellos que sí tenían”, dijo a Efe Vincent Dupret, principal investigador del estudio y profesor de la Universidad de Uppsala (Suecia), que reconoció que gracias a las nuevas tecnologías, el fósil se ha podido analizar.

La importancia del descubrimiento del fósil primitivo radica en su análisis a través de rayos X, que permitió crear una imagen virtual en el Laboratorio Europeo de Radiación Sincrotrón de Grenoble, en Francia, que proporcionó a los investigadores una representación exacta de las estructuras del cráneo.

• Noticia EFE

• Artículo: A primitive placoderm sheds light on the origin of the jawed vertebrate face

EVOLUCIÓN HUMANA

Un estudio del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), liderado por la investigadora Laura Martín-Francés, ha publicado un artículo que desvela la dieta y enfermedades de Homo georgicus, de hace 1,8 millones de años.

El análisis paleopatológico, realizado en la mandíbula y los restos fósiles dentales de este individuo de 1,8 millones de años, conocido como D2600 y encontrado en los yacimientos de Dmaisi (Georgia), ha revelado signos de infección y dientes muy desgastados.

La hipótesis del equipo investigador sugiere que este patrón de desgaste puede estar relacionado con una ingesta de alimentos fibrosos y abrasivos, como frutas y plantas, y, por tanto, la dieta sería más parecida a la de chimpancés y gorilas.

Martín-Francés ha afirmado que este tipo de hábito alimenticio requiere procesos de masticación que serían los causantes de la morfología del desgaste de la dentición anterior y posterior. En el estudio también se propone que la severidad del desgaste, producido por la dieta, habría sido el causante del resto de patologías observadas.

En este sentido, la directora del grupo científico ha detallado que un desgaste tan acusado deja, por una parte, la cavidad pulpar expuesta a agentes infecciosos, lo que habría derivado en los abscesos.

Por otra parte, el mismo desgaste, la ruptura del esmalte y las migraciones dentales afectan a la estabilidad de los movimientos masticatorios que llegaron a causar la degeneración de la articulación mandibular o “artropatía temporomandibular”.

• Noticia EFE

• Artículo: Palaeopathology of the Pleistocene specimen D2600 from Dmanisi (Republic of Georgia)

PALEONTOLOGÍA

Una nueva investigación revisa las normas que permiten a los científicos descifrar el color de los dinosaurios y puede proporcionar una herramienta para entender cómo se produjo la aparición de la capacidad de volar y los cambios en la fisiología de los dinosaurios.

En un estudio comparando el pelo, la piel, la pelusa y las plumas de vertebrados terrestres vivos y muestras fósiles, un equipo de investigación de las universidades estadounidenses de Texas y Akron, la Universidad China de Geociencias y otras cuatro instituciones chinas encontró evidencia de cambios evolutivos en las reglas que rigen la relación entre el color y la forma de los orgánulos que contienen pigmento, conocidos como melanosomas.

El equipo descubrió inesperadamente que los antiguos dinosaurios maniraptora, paravians y mamíferos y aves vivos compartían de forma exclusiva el desarrollo evolutivo de diversas formas y tamaños de melanosomas. La diversidad en la forma y tamaño de los melanosomas permite a los científicos descifrar el color. La evolución de los diversos melanosomas en estos organismos plantea la posibilidad de que la forma y el tamaño de los melanosomas podrían dar pistas sobre la fisiología de los dinosaurios.

Mediante el análisis de la forma de los melanosomas de los especímenes fósiles, los científicos han sugerido recientemente el color de varias especies antiguas, incluyendo uno de los primeros dinosaurios con plumas descubierto, ‘Sinosauropteryx’, y especies aladas como ‘Microraptor’ y ‘Anchiornis’. Según la nueva investigación, la decodificación del color funciona bien para algunas especies, pero el color de otros puede ser más complicado de reconstruir de lo que se pensaba.

• Noticia Europa Press

• Artículo: Melanosome evolution indicates a key physiological shift within feathered dinosaurs

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La mayor de todas las extinciones masivas ocurridas en nuestro planeta sucedió hace unos 252 millones de años, justo al final del Pérmico. Durante ese catastrófico evento, desaparecieron de la faz de la Tierra más del 96 por ciento de las especies marinas y cerca del 70 por ciento de las terrestres, incluida la gran variedad de insectos gigantes que hasta entonces habían dominado el mundo.

Hasta el momento, se han aventurado distintas hipótesis sobre las causas de esta extinción en masa: el impacto de un asteroide, erupciones volcánicas generalizadas, o incluso una sucesión casual (y fatal) de cataclismos ambientales que terminaron por poner en serio riesgo la existencia misma de vida en la Tierra.

Por el momento, y a falta de un consenso sobre las causas de esta catástrofe planetaria, un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachussets (MIT) se ha centrado en averiguar cuánto duró exactamente el periodo de extinción, es decir, cuánto tiempo tardaron en desaparecer la mayor parte de las especies vivas al final del Pérmico. La respuesta podría dar pistas decisivas sobre el desencadenante de este trágico episodio que los investigadores han bautizado como «la Gran Mortandad».

El resultado de la investigación les ha dejado con la boca abierta. De hecho, todo sucedió a lo largo de un periodo máximo de 60.000 años (con un margen de incertidumbre de 48.000). Es decir, de forma prácticamente instantánea, desde una perspectiva geológica. La nueva escala temporal, muy inferior a lo que se pensaba, se basa en el uso de las más modernas técnicas de datación, e indica que la mayor extinción de todos los tiempos sucedió, por lo menos, diez veces más rápido de lo que los científicos habían pensado hasta ahora.

«Ahora tenemos exactamente el tiempo absoluto y la duración de la extinción -afirma Robert R. Shrock, profesor de Ciencias Planetarias del MIT-. ¿Cómo puedes matar al 96 por ciento de todos los seres vivos de los océanos en apenas unas decenas de miles de años? Una extinción excepcional requiere de una explicación excepcional».

• Noticia ABC

• Artículo: High-precision timeline for Earth’s most severe extinction

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Un equipo internacional de científicos ha encontrado en el Parque Nacional Kootenay (Canadá) un yacimiento que podría explicar la explosión repentina de vida animal que surgió durante el periodo Cámbrico.

Los expertos han destacado que se encuentra a sólo 42 kilómetros del Parque Nacional de Yoho, donde está el hogar de los primeros animales del planeta, incluyendo algunos de los humanos primitivos, por eso han denominado a este hallazgo como una «secuela épica» de la investigación.

Hace cien años que se descubrió el yacimiento de Burgess Shale en el Parque Nacional de Yoho. Sus 505 millones de años de edad lo han convertido en uno de los lugares «más importantes del mundo» para la arqueología, con descubrimientos en su territorio como ‘Pikaia’, el vertebrado más primitivo conocido y, por lo tanto, el ancestro de todos los vertebrados. La cercanía de este asentamiento con el nuevo hallado, hace pensar a los científicos que este logro será «de igual o más importancia» que el de Yoho.

• Noticia Europa Press

• Artículo: A new phyllopod bed-like assemblage from the Burgess Shale of the Canadian Rockies

FÍSICA

Desde la década de los años 50 del siglo XX, los científicos investigan en una fuente de energía ilimitada que podría acabar con los problemas energéticos del mundo: la fusión nuclear. Sin embargo, conseguir energía de esta forma precisa que los reactores de fusión generen más energía de la que consumen. Científicos del Livermore National Laboratory (LLNL) de Estados Unidos han logrado al menos una parte de ese objetivo: por primera vez han conseguido que el proceso libere más energía que la absorbida por el combustible utilizado.

Básicamente, se trata de un proceso –el mismo que activa a las estrellas- por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado, liberando una cantidad enorme de energía.

Sin embargo, conseguir energía a partir de la fusión nuclear presenta una gran dificultad: se debe lograr que los reactores de este tipo (distintos a los actuales de fisión nuclear) generen más energía de la que consumen.

Ahora, científicos del Livermore National Laboratory (LLNL), en Estados Unidos, han conseguido al menos una parte de este objetivo: por primera vez, han logrado en una reacción de fusión liberar más energía que la que absorbe el combustible utilizado en el proceso.

«Realmente es emocionante ver cómo de forma sostenida aumenta la contribución a la producción del proceso, aunque queda trabajo por hacer y problemas de física que necesitan ser abordados antes de que lleguemos al final», comenta el primer autor del trabajo, Omar Hurricane.

Los experimentos desarrollados en el NIF se hicieron con un tipo de confinamiento del combustible conocido como confinamiento inercial (FCI).

Éste consiste en una esfera que contiene un combustible (deuterio y tritio o DT), y que es tan densa que de ella no puede escapar prácticamente ninguna partícula.  La esfera se introduce en una cavidad, donde se desarrolla la reacción. Una vez dentro, sobre ella se hace incidir un haz de láser que aumenta la energía de su capa externa. Esta energía transcurre hacia el interior de la esfera en forma de partículas alfa, y provoca la implosión del combustible, lo que a su vez produce más partículas alfa.

Este proceso de retroalimentación es el mecanismo que propicia la ignición. La radiación emitida se va depositando en las paredes de la cavidad y luego es transferida a un líquido refrigerante. Así se consigue la energía.

Los experimentos de los científicos del LLNL fueron cuidadosamente diseñados para evitar la desintegración del armazón plástico que rodea y confina el combustible DT, a medida que es comprimido por la energía vertida sobre él. Los investigadores habían teorizado que dicha desintegración podría ser la causa del rendimiento degradado de los procesos de fusión, observado en experimentos previos. Lo consiguieron modificando el haz de láser utilizado, hasta suprimir la inestabilidad que causa la desintegración del armazón. Señalan que el alto rendimiento conseguido como consecuencia podría confirmar su hipótesis.

El reto pendiente, por tanto, sería obtener una “ganancia” en todo el sistema, de tal forma que la energía total empleada para controlar la reacción en el proceso de fusión nuclear (conocida como “ignición termonuclear”) sea superada por la energía producida.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: Fuel gain exceeding unity in an inertially confined fusion implosion

INGENIERÍA

Consiguen mover nanomotores dentro de células vivas. De momento son como diminutas agujas (de unos tres nanómetros, tres milmillonésimas de metro), pero investigadores de la Universidad de Pensilvania han conseguido introducirlas y moverlas dentro de células vivas. Con ello abren la puerta a una herramienta para interaccionar con la estructura celular básica desde dentro, tanto para el estudio como para, en un futuro, curar. Los dispositivos están formados por una mezcla magnética de oro y rutenio, y se mueven desde fuera mediante ultrasonidos. Las fotografías tomadas con un microscopio muestran su recorrido.

En principio, se han movido para registrar qué sucede cuando los nanomotores chocan con los orgánulos celulares. “Hemos visto respuestas mecánicas desconocidas hasta ahora”, ha dicho Tom Mallouk, profesor de la Universidad Estatal de Pensilvania. Las células son como diminutas fábricas llenas de orgánulos y estructuras que se encargan de producir energía, procesar nutrientes, eliminar residuos, fabricar proteínas… En una primera aproximación, los minúsculos dispositivos se han usado como batidoras para destruir todo lo que encuentran o perforar las membranas. Parece un trabajo poco preciso, pero solo con pensar que esto pudiera usarse a gran escala para destruir células cancerígenas ya sería un avance.

De hecho, ha sido en cultivos de HeLa, la famosa estirpe de adenocarcinoma de cuello de útero (cérvix) donde se han ensayado. “Esta investigación es una demostración de que es posible usar nanomotores sintéticos para estudiar la biología celular de formas novedosas. Los podríamos utilizar para tratar el cáncer y otras enfermedades manipulando las células desde dentro; podrían efectuar microcirugías intracelulares y administrar fármacos de manera no invasiva”, explica Mallouk.

• Noticia El País

• Artículo: Fantastic Voyage: Designing Self-Powered Nanorobots

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