robot

     Última actualizacón: 1 julio 2019 a las 21:29

Esta semana tenemos dos grandes noticias que tienen como protagonistas científicos españoles. En primer lugar, se ha hecho público el resultado de una investigación llevada a cabo en el CNIO (Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas) que supone un avance enorme en el campo de la reprogramación celular y que abre la vía para, en un futuro, curar algunas de las enfermedades más crueles —tanto para los pacientes y sus familiares— como es el Alzheimer y el Parkinson; y otras cada vez más extendidas como la diabetes. De otro lado, el equipo de paleontólogos del yacimiento de Atapuerca (junto con otros colaboradores del Instituto Max Plank de Antropología Evolutiva) han diseñado una técnica que permite obtener secuencias completas de ADN prehistórico a partir de fragmentos.

Este tipo de noticias nos deben llevar a reflexionar sobre qué clase de ciencia queremos para nuestra sociedad y, lo más importante, si estamos dispuestos a luchar porque nuestros investigadores tengan la oportunidad de llevar adelante sus proyectos. No se trata de demagogia, si no defendemos que haya una ciencia de calidad, algún día llegará el futuro y nos daremos cuenta que es demasiado tarde. Para mí la cosa está clara.

BIOLOGÍA CELULAR

Un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha sido el primero en conseguir que células adultas de un organismo vivo retrocedan en su desarrollo evolutivo hasta recuperar características propias de células madre embrionarias. Los investigadores han descubierto además que estas células madre embrionarias obtenidas directamente en el interior del organismo tienen una capacidad de diferenciación más amplia que las obtenidas mediante cultivo in vitro. En concreto, tienen características de células totipotentes, un estado primitivo nunca antes obtenido en un laboratorio.

Las células madre embrionarias son la principal apuesta para la futura medicina regenerativa. Son las únicas capaces de generar cualquier tipo celular de los cientos de tipos celulares que conforman un organismo adulto, por lo que constituyen el primer paso para la curación de enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson o la diabetes. No obstante, este tipo de células tiene una brevísima existencia, limitada a los primeros días del desarrollo embrionario, y no existen en ninguna parte del organismo adulto.

Las células  madre obtenidas en los ratones presentaban además características de totipotencia nunca generadas  en un laboratorio, equivalentes a las de los embriones humanos de 72 horas de gestación, compuestos por una masa de tan solo 16 células.

Los autores recalcan que las posibles aplicaciones terapéuticas del trabajo aún están lejos, pero admiten que sin duda pueden significar un cambio en el rumbo de las investigaciones con células madre, en la medicina regenerativa o en la ingeniería tisular.

• Noticia

• Noticia El País, El Mundo, Materia, RNE

• Artículo: Reprogramming in vivo produces teratomas and iPS cells with totipotency features

• Vídeo del CNIO:

PALEONTOLOGÍA

Un equipo científico formado por expertos de varias universidades, entre ellos el director científico del Museo de la Evolución Humana y codirector de Atapuerca, Juan Luis Arsuaga, ha diseñado un método probado en restos de osos que permite obtener secuencias completas de ADN prehistórico a partir de fragmentos.

En el caso del ADN mitocondrial, como el que se ha logrado secuenciar, sólo permite conocer las líneas genealógicas, aunque si se logra hacer lo mismo con el ADN nuclear se podrían conocer también detalles de cómo era el individuo al que corresponden los restos.

Arsuaga ha explicado que el método abrirá nuevas líneas en investigaciones prehistóricas de todo el mundo y ha asegurado que, en el caso de Atapuerca, su intención es poder desarrollar un trabajo de este tipo con restos de Homo heidelbergensis.

• Noticia EFE

• Artículo: Complete mitochondrial genome sequence of a Middle Pleistocene cave bear reconstructed from ultrashort DNA fragments

BIOLOGÍA

El naturalista inglés Charles Darwin consideraba que los rápidos cambios que experimentaron las especies durante la explosión cámbrica, hace unos 530 millones de años, contradecían las reglas de la evolución. Sin embargo, un nuevo estudio revela que este ‘Big bang’ evolutivo sí puede explicarse mediante la teoría de la selección natural. El discurso darwiniano defendía la sucesión gradual de modificaciones, lo que descarta un posible ‘Big Bang evolutivo’. Entonces ¿por qué se conservan tan pocos registros fósiles anteriores al Cámbrico y, sin embargo, a partir de entonces surgió tal abundancia de especies? El inglés nunca pudo explicarlo.

Con el fin de explicar esta contradicción aún vigente, algunos estudios han tratado de hallar nuevas pistas mediante el análisis de los pocos restos animales y vegetales conocidos previos al Cámbrico.

Según los análisis de los investigadores, las modificaciones físicas acontecidas durante el Cámbrico fueron unas cuatro veces más rápidas que las actuales, mientras que las modificaciones genéticas las superaron 5,5 veces. Además, esta aceleración en la evolución genética y anatómica se produjo casi al mismo ritmo durante todo el periodo. “Un incremento de cinco veces en la velocidad de evolución comprimiría los cambios equivalentes a 150 millones de años en tan solo los 30 millones que duró la explosión cámbrica”.

Según los investigadores, la gran rapidez de evolución podría ser originada por el desarrollo de nuevas adaptaciones competitivas aparecidas durante el Cámbrico, como la depredación, la visión y la natación activa. “Una de las hipótesis apunta a que estos avances ocasionaron el desarrollo masivo de nuevas ramas evolutivas”.

• Noticia Tendencias 21

• Artículo: Rates of phenotypic and genomic evolution during the Cambrian explosión.

___

A pesar del pomposo nombre, Issus coleoptratus es uno de esos insectos que uno puede encontrar en cualquier jardín de Inglaterra. Pertenece a la familia de los ísidos, es pequeño y extremadamente rápido.  Igual que otros insectos saltadores, como la pulga o los saltamontes, el tiempo de reacción de estos animales es asombroso. En apenas 2 milisegundos, el insecto se proyecta hacia el cielo con una aceleración de unos 400 g’s

Cuando el zoólogo de la Universidad de Cambridge Malcolm Burrows y su equipo comenzaron a estudiar el mecanismo de salto no esperaban encontrar una rareza natural: este insecto es la primera criatura en la que se descubre un engranaje dentado similar al de nuestras máquinas, solo que en este caso es producto de la evolución.

Los científicos creen que la presión evolutiva – la carrera por saltar más rápido para huir de sus depredadores – es la causa de este curioso diseño. Cuando se trata de tiempos de reacción tan rápidos, ambas patas deben estar perfectamente coordinadas o de lo contrario, explica Burrows, el animal se desequilibrará y empezará a girar fuera de control. En los animales más grandes, como los canguros o las ranas, el sistema de salto está coordinado por el sistema nervioso, pero con los tiempos de reacción de estos insectos, la señal nerviosa tardaría más en llegar al cerebro y regresar a las patas que lo que tarda el mecanismo en ponerse en marcha.

• Artículo: Interacting gears synchronize propulsive leg movements in a jumping insect

• Vídeo:

MEDICINA

Un equipo de investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder (EEUU) ha conseguido determinar el patrón neuronal que se corresponde con el dolor físico, en concreto, con el dolor físico provocado por el calor. El hallazgo podría resultar clave para el desarrollo de futuros diagnósticos del dolor padecido por personas con problemas de comunicación, como aquéllas que han sufrido un infarto cerebral.

En el desarrollo de la investigación se usó la técnica de exploración de resonancia magnética funcional (fMRI)‎, que permite mostrar en imágenes las regiones cerebrales que ejecutan una tarea determinada. Los 114 participantes sometidos a estos escáneres fueron personas sanas a las que se les suministraron pulsos de calor en el brazo, algunos de ellos dolorosos y otros no.

Durante los pulsos dolorosos, se activó en ellos un grupo diverso de regiones cerebrales, de manera consistente.  Aunque estas regiones ya habían sido previamente asociadas con el dolor, la novedad del presente estudio radica en que en él se consiguió detectar una activación constante del cerebro cuando los voluntarios informaron de la sensación de dolor, con mayor exactitud que en investigaciones previas.

• Noticia en Tendencias21

• Artículo: An fMRI-based neurologic signature of physical pain.

NEUROCIENCIA

Desde hace unos años, algunos neurocientíficos andan embarcados en un proyecto fascinante y megalómano: trazar un mapa con todas las conexiones neuronales de nuestro cerebro. El reto es gigantesco, pues tenemos unas 86.000 millones de neuronas y un número de conexiones que supera lo imaginable. Aún así, varios equipos de todo el mundo trabajan en dibujar estas autopistas y han diseñado una herramienta nueva: el conectograma.

El conectograma es una representación esquemática de las conexiones cerebrales, en forma circular, en la que se representan las áreas de la corteza cerebral y se distinguen los dos hemisferios, el izquierdo y el derecho. Si miramos en la parte exterior del anillo encontramos el lóbulo frontal, el temporal, el parietal y otras estructuras importantes como el cerebelo.

El equipo de John Darrell Van Horn, elaboró un conectograma con las conexiones del histórico paciente Phineas Gage, un trabajador de los ferrocarriles que se clavó una barra de metal en el lóbulo frontal a mediados del siglo XIX, lo que provocó un cambio de su personalidad.

• Artículo: Mapping connectivity damage in the case of Phineas Gage (descarga directa en formato PDF)

___

Un grupo de investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han descrito un nuevo marcador diagnóstico para el Alzheimer: la presenilina-1.

La presenilina-1 es una proteína relacionada con el desarrollo y progreso del Alzheimer, pero hasta la fecha no se había podido demostrar que estuviera presente en el líquido cefalorraquídeo. Esta investigación demuestra que la presenilina-1 se encuentra en forma de complejos en el líquido cefalorraquídeo humano y de ratones, y que las cantidades y propiedades de dichos complejos varían en enfermos de Alzheimer con la progresión de la enfermedad. Actualmente, hay una búsqueda continua de nuevos biomarcadores en el líquido cefalorraquídeo para el diagnóstico clínico de enfermedades neurológicas y para diagnosticar la enfermedad de Alzheimer en sus primeras etapas.

• Noticia en Instituto de Neurociencias

• Artículo: CSF Presenilin-1 complexes are increased in Alzheimer’s disease  (descarga directa en formato PDF).

ASTRONOMÍA

Nunca algo hecho por el hombre había llegado tan lejos. El Voyager 1 ha salido del sistema solar. Científicos de la NASA, tras analizar los datos recibidos de la sonda espacial, han podido constatar que abandonó la conocida como burbuja solar en torno al 25 de agosto de 2012, aunque hasta la fecha no habían podido corroborarlo.

La sonda automática Voyager 1 partió de la Tierra en 1977 y pasó cerca de Júpiter y Saturno. Luego tomó el rumbo de salida del Sistema Solar y se ha alejado ya de la Tierra hasta una distancia de seis veces la órbita de Neptuno, el planeta más exterior, unos 19.000 millones de kilómetros del Sol. Ahora está “en el abismo del espacio interestelar”, como dice Richard A. Kerr en la revista Science. Y al parecer lleva ya un año fuera de la esfera de influencia del Sol, porque cruzó la frontera en agosto del año pasado. La noticia ahora es que, después de muchos debates sobre si efectivamente la Voyager 1 salió o no de la denominada heliosfera hace un año, los nuevos datos recibidos de la sonda y los análisis de registros anteriores de la misión muestran que efectivamente, tal y como se anunció, fue entonces cuando esta nave de la NASA abandonó la burbuja de partículas cargadas, calientes, que rodea al Sistema Solar y entró en el entorno frío y oscuro del espacio interestelar.

• Noticia El País (con vídeo)

• Artículo: In situ observations of interstellar plasma with Voyager 1.

• Vídeo de la NASA:

Hay sin embargo quienes discuten esta afirmación de que la sonda haya abandonado el Sistema Solar, sino que ha dejado atrás la heliopausa (ver explicación aquí en inglés)

INGENIERÍA

El uso de robots en entornos hostiles como túneles o minas contribuye a mejorar la seguridad laboral. Para que estos dispositivos puedan comunicarse entre sí, un equipo de investigadores, del que forman parte expertos de la UNED, ha diseñado un sistema de coordinación que emula las prácticas de conservación de los animales, en las que predomina el interés del grupo sobre el individual.

“Los robots son programados para elegir la opción que más les interesa. Actúan con el mismo sentido de egoísmo que puedan tener los animales pero, como hacen ellos, a la hora de consensuar las acciones que tomará el equipo, la elección la realizan en función del interés general”, explica Manuel Martín-Ortiz, investigador de Inteligencia Artificial en la UNED, actualmente en la Universidad Tecnológica de Ehindoven (Países Bajos) y autor principal de la investigación.

La clave del método radica en que la interacción del grupo se produce incluso aunque algunos de los dispositivos no logren comunicarse con el resto o se estropeen. “Cada vez que unos cuantos robots se encuentran, comparten la información que tienen, evalúan las posibles rutas inexploradas y realizan una negociación para decidir quién se queda con cada nuevo camino”, afirma Félix de La Paz, investigador de Inteligencia Artificial de la UNED y otro de los autores del estudio.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Auction based method for graphic-like maps inspection by multi-robot system in simulated and real environments