El alzhéimer podría estar relacionado con infecciones por hongos

Un grupo de científicos ha observado que los pacientes con alzhéimer poseen elevados niveles de proteínas y polisacáridos de origen fúngico en la sangre, lo que demuestra la existencia de micosis diseminadas en estos pacientes.

“Además, el análisis directo de muestras de cerebro de pacientes fallecidos indica de manera clara la existencia de proteínas fúngicas, demostrando que existe invasión de hongos en el sistema nervioso central”, declara Luis Carrasco, catedrático de Microbiología de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), en España, y director del equipo responsable de la investigación.

El trabajo, publicado en el Journal of Alzheimer’s Disease, fue llevado a cabo por investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO), centro mixto UAM-CSIC, con la colaboración del Instituto de Salud Carlos III.

En estudios anteriores el mismo equipo había demostrado la existencia de infecciones fúngicas en pacientes con otras enfermedades neurológicas, como algunas retinopatías y la esclerosis múltiple.

El análisis de ADN fúngico, realizado mediante la técnica de PCR, sirvió a los investigadores para determinar las especies de hongos presentes en las muestras de cerebro.

De este modo los expertos llegaron a la conclusión de que existen diversas especies de hongos en un mismo paciente y que pueden variar de un paciente a otro: “Esto está de acuerdo con la evolución y severidad de los síntomas, que es muy variada”.  

Para los investigadores estas evidencias sobre la existencia de infecciones fúngicas en pacientes con la enfermedad de Alzheimer abre un nuevo campo de investigación de la etiología de esta enfermedad. “Estudios futuros en este sentido servirán para determinar el papel desempeñado por las micosis diseminadas en la aparición y desarrollo del alzhéimer”, detallan. 

Entre las enfermedades neurodegenerativas, la enfermedad de Alzheimer es una de las más graves, afectando fundamentalmente a personas de edad avanzada. Los pacientes con esta patología presentan problemas cognitivos, en algunos casos demencia, y en la mayoría existen deficiencias vasculares en el sistema nervioso central. Sus causas son objeto de una intensa investigación en muchos laboratorios de todo el mundo. 


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¿Melocotones para impedir la metástasis de algunos cánceres?

Los asombrosos resultados de unos experimentos con ratones en un laboratorio adscrito a la Universidad A&M de Texas en College Station, Estados Unidos, indican que ciertos tratamientos con un extracto de melocotón son capaces de inhibir la metástasis del cáncer de mama en ratones. Después de determinar la dosis necesaria para ver dichos efectos en ratones, los investigadores han calculado que para humanos esto sería equivalente a consumir de dos a tres melocotones al día.

El estudio lo ha realizado el equipo de Luis Cisneros Zevallos, de la agencia AgriLife Research, dependiente de la Universidad A&M de Texas. AgriLife Research es la principal agencia de investigación científica del estado de Texas en temas de agricultura, recursos naturales, y ciencias biológicas en general. La labor de esta agencia abarca cientos de proyectos.

El estudio se ha publicado en la revista académica Journal of Nutritional Biochemistry, editada por la conocida editorial científica Elsevier, que también publica otras revistas académicas como por ejemplo The Lancet, la célebre revista de temas médicos.

Cisneros Zevallos y sus colegas consideran que los compuestos fenólicos presentes en el extracto de melocotón son los responsables de la inhibición de la metástasis.

En los experimentos, se implantaron células cancerosas bajo la piel de ratones. Se trataba de un tipo agresivo de células de cánceres de mama, el MDA-MB-435. Después de unas pocas semanas, los investigadores constataron una inhibición de un gen marcador, indicando ello a su vez una inhibición de la metástasis, cuando los ratones consumían el extracto de melocotón.

Este trabajo se fundamenta en otro previo en AgriLife Research, anunciado hace unos años, que mostraba que la acción de polifenoles de melocotón y ciruela mataba de forma selectiva las células cancerosas agresivas de tumor de mama, y no afectaba a las normales.

Tanto el trabajo previo como el realizado ahora son obra de un equipo centrado en Cisneros Zevallos, David Byrne, de AgriLife Research, Weston Porter del departamento de fisiología veterinaria y farmacología de la Universidad A&M de Texas, y Giuliana Noratto, quien ahora está en la facultad de la Universidad del Estado de Washington, en la ciudad estadounidense de Pullman.

El cáncer de mama es bastante frecuente. Sólo en Estados Unidos, el año pasado se dieron 232.340 nuevos casos de este cáncer, según cálculos de la American Cancer Society. La mayor parte de las complicaciones y la alta mortalidad asociada con él se deben a la metástasis.

Los resultados obtenidos por el equipo de Cisneros Zevallos son muy destacables, porque muestran in vivo el efecto que los compuestos fenólicos naturales del melocotón tienen contra el cáncer de mama y la metástasis. Tal como señala Cisneros Zevallos, el hallazgo proporciona la oportunidad de incluir en la dieta una herramienta adicional para prevenir y luchar contra esta terrible enfermedad que afecta a tantas mujeres.

El estudio se llevó a cabo usando la variedad de melocotón conocida como Rich Lady. Sin embargo, según Cisneros Zevallos, la mayor parte de los melocotones comparten compuestos polifenólicos, aunque puedan diferir en contenido. El estudio también ha determinado que el mecanismo por el cual los polifenoles del melocotón están inhibiendo la metástasis es, al parecer, su actividad sobre la expresión de genes de metaloproteinasas (metaloproteasas).

"Por regla general, el melocotón tiene compuestos químicos capaces de matar células cancerosas, sin afectar al mismo tiempo a las células normales, como informamos previamente, y ahora estamos viendo además que esta mezcla de compuestos puede inhibir la metástasis”, resume Cisneros Zevallos. “Estamos entusiasmados con la idea de que quizá consumiendo sólo dos o tres melocotones al día podamos obtener efectos similares en humanos. Sin embargo, esto deberemos confirmarlo en una próxima fase de esta línea de investigación."

Cisneros Zevallos continúa probando estos extractos y compuestos en diferentes tipos de cáncer, así como en estudios de diabetes, in vitro e in vivo, para averiguar nuevos detalles sobre los mecanismos moleculares implicados.


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Sintetizado por primera vez un cromosoma eucariota “de diseño”

Desde que en 2010 el empresario científico Craig Venter anunciara que había logrado crear una bacteria artificial, las técnicas de síntesis de ADN han mejorado rápidamente. Con estos conocimientos, los científicos eran capaces de armar sencillos genomas procariotas, por ejemplo, en bacterias; pero armar un genoma eucariota –más complejo y con el ADN dentro del núcleo–, como el de la levadura, era una hazaña. 

En 1996 los científicos lograron trazar el mapa genético completo de la levadura. Este organismo unicelular se usa para producir cerveza, biocombustible y medicinas.

Pero si además se le equipa de un conjunto completo de cromosomas sintéticos y cambiables, como el que ha diseñado un equipo científico dirigido por Jef Boeke, director del NYU Langone Medical Center, se pueden crear versiones mejoradas de estas importantes materias primas, incluidos nuevos antibióticos o biocombustibles respetuosos con el medio ambiente.

“Hemos creado una versión modificada de una secuencia de cromosoma natural. Se trata de una versión sintética de la versión nativa”, declara a Sinc Boeke, que es pionero en biología sintética. El trabajo se publica en la revista Science.

Pese a que los investigadores solo sintetizaron uno de los 16 cromosomas de la levadura en este estudio, su esfuerzo representa un paso crucial para construir un genoma eucariota entero.

“El siguiente paso que vamos a dar es trabajar con grupos internacionales para tratar de sintetizar los otros 15 cromosomas de la levadura y ser capaces de ver cómo evoluciona la nueva para saber más acerca de cómo está ‘conectado’ su genoma”, añade el científico.

Esto implicaría que tal genoma podría servir, no solo como una herramienta altamente versátil para producir sustancias comerciales, sino también para  aprender más sobre la biología del genoma; por ejemplo, cómo se construyen los genomas, cómo están  organizados y qué los hace funcionar.  

Según Boeke, “la levadura S. cerevisiae es una de las que se puede manipular genéticamente de manera más fácil, por ello centramos el trabajo en ella. Además, sabemos más sobre esta levadura que sobre cualquier otro microorganismo, con la excepción de E. coli”.

El  genoma de la levadura de cerveza eucariota comprende 12 millones de nucleótidos, o letras genéticas, hilvanadas en un orden particular. Los investigadores se centraron en el cromosoma III de la levadura, que comprende más del 2,5% de estos nucleótidos.  

Para ello, usaron un software que les permitió hacer pequeños cambios en dicho cromosoma, con el que movieron algunas de las regiones repetitivas y menos utilizadas de ADN entre los genes.

Posteriormente, los científicos construyeron una versión actual del cromosoma hilvanando nucleótidos individuales –bloques de construcción químicos de los genes– y pusieron pequeños marcadores denominados ‘loxPsym’ al lado de los genes que creyeron no esenciales –por lo que podían cambiarlos o borrarlos– y ver si la levadura  sobrevivía.   

Pusieron estos cromosomas artificiales en células vivas de levadura y comprobaron la habilidad de las células alteradas para crecer en diversos nutrientes y en condiciones distintas.

En cada caso, la versión equipada con un cromosoma sintético funcionó de manera indistinguible de la levadura nativa.

"Este trabajo representa el paso más importante para construir el genoma completo de una levadura sintética", dice Boeke. “Pero el hito que realmente cuenta –añade– es la integración en una célula de levadura viva. Hemos demostrado que las células de levadura que llevan este cromosoma sintético se comportan de manera casi idéntica a las células de levaduras naturales. Tan solo que estas poseen nuevas funciones", asegura el investigador. 

Los científicos manipularon las células de levadura al activar varios sitios ‘loxPsym’ para alterar o borrar los genes. Así descubrieron que algunas células crecieron más lentamente.

Otras, con diferente recombinación de genes, crecieron muy rápidamente. Al recombinar el ADN de diferente manera, los científicos creen que serán capaces de generar organismos para hacer más etanol que la levadura natural, por ejemplo, o que pueda crecer mejor en entornos hostiles.

"Cuando se modifica el genoma, un cambio incorrecto puede causar la muerte de la célula. Hemos hecho más de 50.000 cambios en el código de ADN en el cromosoma y nuestra levadura aún vive. Esto es notable y demuestra que nuestra cromosoma sintético es resistente, y que dota a la levadura con nuevas propiedades", subraya Boeke.


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Asombrosa demostración de inteligencia de causa y efecto en cuervos

Ya se sabe que los cuervos son muy inteligentes, pero en unos nuevos experimentos se ha demostrado que las habilidades intelectuales de cuervos de Nueva Caledonia (de la especie Corvus moneduloides) en la comprensión de causa y efecto para un fenómeno físico exceden el límite que se les atribuía a estos pájaros y les sitúan, en ese aspecto concreto, a la par del nivel intelectual de un niño de entre 5 y 7 años de edad.

Entender las relaciones causales entre acciones es una característica clave de la cognición humana. Sin embargo, solo desde fechas recientes la ciencia está comenzando a explorar a fondo hasta qué punto los animales no humanos son capaces de lo mismo.

El equipo de Sarah Jelbert, de la Universidad de Auckland en Nueva Zelanda, situó a cuervos de Nueva Caledonia ante un montaje en el que, si querían obtener una recompensa fuera de su alcance físico, debían dejar caer piedras dentro de un recipiente con agua para hacer que subiera el nivel de la misma hasta poner a su alcance la recompensa. Los éxitos logrados por los cuervos en estos experimentos indican que poseen un entendimiento sofisticado de las propiedades causales del desplazamiento del agua, rivalizando en ese aspecto con niños de 5 a 7 años.

Se conoce a estos cuervos por su inteligencia y capacidad de innovación, dado que pueden fabricar herramientas a partir de trocitos de ramas, como por ejemplo palillos para clavarlos en algo y así poder acercarlo a ellos, o ganchos con los que recoger igualmente cosas fuera de su alcance físico, por ejemplo por estar dentro de oquedades demasiado estrechas para adentrar en ellas su cabeza y coger el objeto con el pico. Los resultados de los nuevos experimentos aumentan pues la lista ya larga de sus habilidades intelectuales.


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Mejores baterías eléctricas gracias a usar ciertos materiales desordenados

Se ha descubierto que, contrariamente a lo que se suponía, los cátodos hechos de compuestos desordenados o amorfos de litio pueden funcionar mejor que compuestos perfectamente ordenados o cristalinos.

Las baterías de litio, con su excepcional capacidad de almacenar energía, han sido centro de atención de iniciativas de investigación encaminadas a diseñar pilas de esa clase para su uso en todo tipo de aparatos, desde dispositivos electrónicos portátiles hasta automóviles eléctricos.

Ahora, unos investigadores del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Upton, Nueva York, y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, ambas entidades en Estados Unidos, han encontrado una nueva vía para esa clase de investigaciones: el uso de materiales amorfos, que por regla general habían sido considerados inadecuados para las pilas.

En una batería recargable, a base de iones de litio (átomos que han perdido un electrón), los mismos son retirados del cátodo de la batería durante el proceso de carga, y devueltos durante la descarga.

Pero estos ciclos de carga y descarga pueden provocar que el material de los electrodos se contraiga y se expanda, lo que con el tiempo produce grietas en los electrodos, con la consiguiente pérdida de rendimiento.

Material convencional para cátodos (arriba) y el nuevo material amorfo estudiado por investigadores del MIT (abajo), tal como se ven a través de un microscopio electrónico. Las imágenes en los recuadros muestran diagramas de las diferentes estructuras en estos materiales. En el material amorfo, las líneas azules muestran las vías que permiten que los iones de litio puedan atravesar el material.

En las baterías de litio de hoy en día, esos cátodos suelen estar hechos de un material cristalino, ordenado a veces en una estructura de capas. Cuando la estructura de un material es cristalina, sus átomos o moléculas están regularmente distribuidos en el espacio, ya sea formando cubos, hexágonos, etcétera. Cuando decae la regularidad de la estructura cristalina, generalmente también decae la eficiencia de la batería.

Por eso, los materiales amorfos, en su mayoría, han sido tradicionalmente descartados en los diseños de las baterías de litio.

Pero resulta que esta correlación está lejos de ser universal: El equipo de Jinhyuk Lee, Gerbrand Ceder, Alexander Urban, Xin Li, Geoffroy Hautier y Dong Su, valiéndose de simulaciones por ordenador y de experimentos de laboratorio, ha descubierto que cierto tipo de irregularidad o desorden puede mejorar significativamente el rendimiento de un cátodo. Y estos científicos ya han dado con un material de tales características, el cual, en palabras de Ceder, puede liberar y luego reabsorber los iones de litio como una especie de "esponja reversible".

El nuevo material, un compuesto de litio, oxígeno, cromo y molibdeno, tiene una muy alta estabilidad dimensional.

En muchos materiales para cátodo, los cambios dimensionales pueden alcanzar valores tan altos como de entre el 5 y el 10 por ciento. Como señalamos más arriba, esta alternancia de dilatación y contracción causa todo tipo de problemas, incluyendo la aparición de grietas, que acaban dejando inservible al cátodo.

Muy distinto es el caso del nuevo material: Los cambios dimensionales en él son de tan solo un 0,1 por ciento, una diferencia abismal a efectos prácticos.


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Extraños animales gigantes de 520 millones de años atrás se alimentaban como la ballena azul

A principios del Periodo Cámbrico, unos enormes animales marinos usaban extraños apéndices faciales para filtrar comida flotante en el agua, según se ha deducido en un análisis de fósiles descubiertos en el norte de Groenlandia.

El nuevo estudio, dirigido desde la Universidad de Bristol, en el Reino Unido, describe cómo la extraña especie, llamada Tamisiocaris borealis, utilizaba estos enormes y especializados apéndices para filtrar el plancton, de forma similar a como se alimentan hoy en día las ballenas modernas. Lo más llamativo es, sin embargo, que los Tamisiocaris datan de hace 520 millones de años, lo que demuestra la coincidencia de soluciones evolutivas para afrontar un mismo reto.

Los Tamisiocaris vivieron durante una etapa conocida como la "explosión cámbrica de vida", durante la cual aparecieron en términos de tiempo evolutivo de forma súbita todos los grupos principales de animales y ecosistemas complejos. Los Tamisiocaris pertenecen a un grupo de animales llamados anomalocarídidos, una familia de artrópodos primitivos que incluía a algunos de los mayores y más icónicos animales del período Cámbrico. Tenían grandes apéndices frente a sus bocas, que usaban probablemente para capturar presas de tamaño considerable, incluyendo trilobites.

Sin embargo, los fósiles recientemente descubiertos muestran que esos depredadores también evolucionaron hasta convertirse en seres que se alimentaban de materia en suspensión, con sus apéndices de agarre convirtiéndose en un aparato de filtraje que podía ser movido como una red a través del agua, atrapando en el proceso pequeños crustáceos y otros organismos tan diminutos como de medio milímetro de tamaño.

Los fósiles de Tamisiocaris fueron descubiertos durante una serie de expediciones recientes dirigidas por David Harper, coautor del estudio y profesor en la Universidad de Durham, Reino Unido. Estas expediciones han permitido desenterrar un verdadero tesoro de nuevos fósiles en una de las zonas más remotas del planeta, y hay aún muchos nuevos animales fósiles esperando a ser analizados y descritos científicamente.

En el análisis también han trabajado Nicholas Longrich, de la Universidad de Bath en el Reino Unido, y Martin Stein, de la Universidad de Copenhague en Dinamarca.


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Los fósiles, útiles para analizar fenómenos cíclicos de hace millones de años

Una investigación realizada en la Universidad de Granada (España) ha demostrado que los fenómenos cíclicos que afectan al medio ambiente, como los cambios en el clima, en la dinámica atmósfera-océano e incluso las perturbaciones orbitales de los planetas, existen desde hace cientos de millones de años, y pueden ser estudiados mediante el análisis de fósiles.

Así lo atestiguan los datos paleontológicos analizados, que han permitido caracterizar cambios paleo-ambientales cíclicos de escala variable, con una duración que fluctúa desde menos de un día hasta millones de años.

Este trabajo, realizado por Francisco J. Rodríguez-Tovar, catedrático de Estratigrafía y Paleontología de la Universidad de Granada, ha analizado cómo el registro fósil puede ser utilizado como una herramienta clave para caracterizar esos fenómenos cíclicos de diferente escala temporal.

Los resultados de esta investigación han sido publicados en la prestigiosa revista Annual Reviews of Earth and Planetary Sciences, la segunda revista en la categoría de Geosciences, Multidisciplinary en el ranking del Journal Citation Reports, tras Nature Geosciences, con un índice de impacto cercano a 9. Nunca antes ningún científico español había logrado publicar en ella.

Como apunta el Dr. Rodríguez-Tovar, se trata de fenómenos cíclicos de escala variable, desde menores al día a superiores al millón de años, con diferente manifestación en el registro fósil.

Respecto de los que poseen una duración entre menos de un día y el año, “se trata de fenómenos de escala ecológica fundamentalmente asociados a variaciones mareales y solares, que quedaron registrados en los modelos de crecimiento de organismos como los bivalvos o corales. Así, encontramos evidencias de ellos en fósiles que datan del Paleozoico (hace más de 500 millones de años)”, apunta el investigador de la UGR.

En su artículo, el catedrático ha estudiado, asimismo, fenómenos cíclicos cuya duración osciló entre el año y los 10.000 años, como los asociados al fenómeno del Niño (fenómeno climático cíclico que provoca el calentamiento de las aguas sudamericanas), los conocidos como ciclos Dansgaard-Oeschger o los eventos Heinrich. Estos últimos tuvieron lugar durante el último período glacial, y determinaron variaciones en la abundancia, distribución y diversidad de poblaciones y especies marinas y terrestres.

También ha analizado fenómenos cíclicos entre los 10.000 años y el millón de años, fundamentalmente asociados a cambios climáticos determinados por variaciones orbitales (ciclos de Milankovitch), que son registrados en los patrones evolutivos de determinadas especies, dando lugar incluso a su extinción.

Por último, el investigador ha estudiado cambios cíclicos con una duración superior al millón de años, acaecidos a lo largo del Fanerozoico, cuya interpretación está asociada a fenómenos extraterrestres (impactos meteoríticos, como el ocurrido durante el límite Cretácico/Terciario, hace unos 65 millones de años) o terrestres (como el vulcanismo de gran escala).


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Crean gatos de Schrödinger que están vivos, muertos y en otros 101 estados a la vez

Los estados en los que pueden estar las partículas elementales, como los fotones, tienen propiedades que escapan al sentido común. Se producen superposiciones, como la posibilidad de que se encuentren en dos sitios a la vez, que desafían a la intuición. Cuando dos partículas están entrelazadas se genera además un vínculo: medir el estado de una de ellas (si está en uno u otro sitio, o si gira en uno u otro sentido, por ejemplo) afecta el estado de la otra, por lejos que estén, de manera instantánea. 

Los científicos llevan años combinando ambas propiedades para construir redes de partículas entrelazadas en estado de superposición, unos montajes que permiten avanzar hacia la construcción de ordenadores cuánticos capaces de realizar cálculos a velocidades impensables, encriptar información con total seguridad y realizar experimentos de mecánica cuántica que serían imposibles de realizar de ningún otro modo.

Hasta ahora, para incrementar la capacidad de 'cálculo' de estos sistemas de partículas se ha recurrido, principalmente, a incrementar el número de partículas entrelazadas, cada una de ellas en un estado de superposición de dos dimensiones: un qubit (el equivalente cuántico a un bit de información, pero en el que los valores pueden ser 1, 0, o una superposición de ambos). Con este método se ha conseguido hasta ahora entrelazar 14 partículas, una auténtica multitud por la dificultad experimental que ello supone.

Un equipo internacional de investigadores, dirigidos por Anton Zeilinger y Mario Krenn, del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia Austríaca de Ciencias, y en el que ha participado el investigador del Grupo de Información y Fenómenos Cuánticos del Departamento de Física de la UAB Marcus Huber, también investigador visitante en el Instituto de Ciencias Fotòniques (ICFO), en España, ha dado una vuelta de tuerca más a los sistemas cuánticos entrelazados.

Los científicos describen cómo han logrado un entrelazamiento cuántico de, al menos, 103 dimensiones con sólo dos partículas. “Tenemos dos gatos de Schrödinger que pueden estar vivos, muertos, o en otros 101 estados más al mismo tiempo”, bromea Huber, “además, están entrelazados de tal manera que lo que le ocurra a uno afecta inmediatamente al otro”. El resultado supone un récord en el entrelazamiento cuántico de múltiples dimensiones con dos partículas, establecido hasta ahora en 11 dimensiones.

En lugar de entrelazar muchas partículas con un qubit de información cada una, los científicos han generado un sólo par de fotones entrelazados que podían estar en más de cien estados diferentes cada uno de ellos, o en cualquier superposición de estos estados, algo mucho más fácil de llevar a cabo que entrelazar muchas partículas. Estos estados tan complejos corresponden a diferentes modos en los que se pueden encontrar los fotones, con una distribución de su fase, de su momento angular y de su intensidad características para cada modo. 

“Este entrelazamiento cuántico de alta dimensión ofrece un gran potencial para las aplicaciones de información cuántica. En criptografía, por ejemplo, nuestro método permitiría mantener la seguridad de la información en situaciones realistas, con ruido e interferencias. Además el descubrimiento podría facilitar el desarrollo experimental de los ordenadores cuánticos, ya que presenta un modo más fácil para obtener altas dimensiones de entrelazamiento con pocas partículas”, explica el investigador de la UAB Marcus Huber.

Ahora que los resultados muestran que es accesible obtener entrelazamiento de altas dimensiones, los investigadores concluyen en el artículo que el siguiente paso será averiguar cómo se pueden controlar experimentalmente esos cientos de modos espaciales de los fotones, con el fin de realizar operaciones de computación cuántica.


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Desarrollo del nanosatélite 3Cat-2

Los nanosatélites se perfilan cada vez más como una opción eficiente para realizar ciencia en el espacio sin tener que depender del enfoque tradicional de un satélite grande y costoso. El progreso tecnológico ha permitido lograr un grado de miniaturización de sistemas que no muchos años atrás era imposible. Gracias a ello, los nanosatélites de diseño más ambicioso en los que ahora se trabaja son capaces de igualar muchas de las prestaciones de satélites previos de gran peso y que presentaban severas exigencias de capacidad de carga en el lanzamiento.

Algunas universidades y otros centros han apostado fuerte por esta vía de acceso más ágil y fluido al espacio, y en el caso de España una de estas instituciones es el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC).

Hugo Carreño Luengo, ingeniero aeronáutico por la Universidad Politécnica de Madrid y máster en Intensificación en Vehículos Espaciales, que actualmente cursa el doctorado (con el profesor Adriano Camps como director de tesis) en la Universidad Politécnica de Cataluña - Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña, realizando su actividad en el Laboratorio de Teledetección (Remote Sensing Laboratory) de la citada universidad, formó hace más de un año un equipo de trabajo y presentó una propuesta para que un experimento volase en el programa REXUS/BEXUS que coordina la Agencia Espacial Europea (ESA).

El programa REXUS/BEXUS permite que los estudiantes de las universidades y centros de educación superior en toda Europa lleven a cabo experimentos científicos y tecnológicos en cohetes sonda y globos sonda. Cada año, se lanzan dos cohetes y dos globos, llevando a gran altura hasta 20 experimentos diseñados y construidos por equipos de estudiantes.

Los experimentos BEXUS vuelan en un globo sonda hasta una altitud máxima de 30 kilómetros, dependiendo de la masa total de la carga útil (entre 40 y 100 kilogramos). La duración del vuelo es de entre 2 y 5 horas.

Los experimentos REXUS se lanzan en un cohete sonda no guiado, estabilizado por rotación e impulsado por un motor Orión mejorado, con 290 kilogramos de propergol sólido. Es capaz de llevar 40 kilogramos de módulos de experimentos preparados por estudiantes hasta una altitud de unos 90 kilómetros.

Los resultados obtenidos con este experimento están siendo muy útiles para el desarrollo del nanosatélite ³Cat-2, que será puesto en órbita en 2015. Este estudio es objeto de la tesis doctoral de Carreño.

Tras el éxito de la pasada campaña y con el propósito de verificar con resultados experimentales los nuevos desarrollos teóricos, Carreño hizo una nueva propuesta a la Agencia Espacial Europea. El equipo TORMES 2.0 (que incluye nuevos estudiantes de máster) fue de nuevo seleccionado. El nuevo lanzamiento del globo estratosférico está programado para octubre de 2014 desde el Centro Espacial Esrange en el norte de Suecia.

La labor de investigación y desarrollo en la que trabaja el equipo de Carreño se centra en el uso de técnicas de reflectometría GNSS (Global Navigation Satellite Systems, o Sistemas Globales de Navegación por Satélite) para realizar observaciones de altimetría marítima desde un nanosatélite empleado como plataforma de observación de la Tierra.

La teledetección por satélite permite captar parámetros geofísicos de interés, tales como la salinidad en la superficie del mar, la humedad del suelo, y el estado del mar. Por otro lado, los Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS) cubren la Tierra con sus señales de navegación, empleadas hoy en día en una amplia gama de situaciones de la vida cotidiana, tales como la gestión de flotas, la orientación de vehículos o los mapas interactivos para actividades al aire libre y/o de ocio. Sin embargo, estas señales de navegación también pueden ser recibidas y procesadas después de reflejarse sobre una determinada superficie, siendo factible obtener de ellas información de altimetría. Este enfoque, conocido como GNSS-R o reflectometría GNSS, ofrece una forma barata de teledetección para recolectar datos de parámetros geofísicos sobre amplias zonas de la superficie de la Tierra.

Esto es posible debido a que el mecanismo de dispersión introduce "marcas de agua" o "huellas" en las señales, de tal modo que a éstas se les agrega información geofísica sobre la superficie que las ha reflejado.

La información así obtenida puede utilizarse para deducir valores de parámetros geofísicos en el océano (altimetría y estado de la mar, incluyendo alturas significativas de las olas y velocidad del viento), en la tierra (humedad del suelo, contenido de agua en la vegetación, topografía de la biomasa, y altura de la vegetación o de la capa de nieve) y en la criosfera (esencialmente datos sobre la estructura de la capa de hielo).

El trabajo con el nanosatélite ³Cat-2 se halla ya muy avanzado y en las próximas semanas se llevará a cabo el proceso de integración de los diferentes subsistemas.


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El estudio de los movimientos oculares ayudaría a diagnosticar el alzheimer

Teniendo en cuenta que las alteraciones en el cerebro pueden modificar el movimiento de los ojos durante la lectura, un equipo de científicos de Bahía Blanca (Argentina) desarrolló una técnica que podría servir para mejorar la detección temprana de la enfermedad de Alzheimer y otras patologías neurodegenerativas.

“La lectura de un texto requiere la integración eficiente de varios subsistemas cognitivos, desde el control oculomotor hasta la modulación de la atención y la comprensión del lenguaje”, explicó a la Agencia CyTA uno de los autores del proyecto, el doctor Gerardo Fernández, del Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica “Alfredo Desages” (IIIE), que depende del CONICET y de la Universidad Nacional del Sur (UNS), en Bahía Blanca.

“En lectores sanos, los movimientos oculares siguen un patrón diferente al de personas con trastornos neurológicos y cognitivos”, puntualizó Fernández.

Usando la técnica de “eyetracking” (dispositivo de seguimiento ocular), los investigadores registraron los movimientos de los ojos de 20 personas con probable Alzheimer incipiente y de 40 adultos mayores sanos durante la lectura de 198 oraciones especialmente construidas para evaluar procesos cognitivos complejos. Los correlatos mentales que fueron evaluados con la lectura fueron atención, memoria y comprensión.

“En nuestro trabajo, analizamos y modelamos computacionalmente los datos obtenidos. La evidencia mostró que los grupos se diferencian claramente en todos los parámetros contemplados”, indicó el investigador.

Los resultados muestran que el “análisis y modelado de los movimientos oculares” sería una herramienta poderosa en la detección temprana de enfermedades neurodegenerativas. “Nuestro objetivo es brindar una nueva herramienta que ayudará a los profesionales de la salud al momento de evaluar una patología. Obviamente, necesitaremos hacer más estudios para encontrar el grado mínimo de deterioro que separa envejecimiento por edad de enfermedades neurodegenerativas”, afirmó Fernández.


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Descomposición más lenta de materia orgánica en Chernóbil

Los daños radiológicos sufridos por microbios próximos al lugar de la catástrofe nuclear de Chernóbil han hecho más lenta la descomposición de las hojas caídas y de otra materia vegetal muerta en la zona. Así lo revelan los resultados de un nuevo estudio.

La resultante acumulación de detrito suelto y seco es un peligro de incendio que amenaza con extender la radiactividad más allá del área de Chernóbil.

La catástrofe nuclear de Chernóbil en 1986, contaminó una enorme franja de Ucrania en la antigua Unión Soviética.

Tim Mousseau, profesor de biología y codirector de las Iniciativas de Investigación de Chernóbil y Fukushima en la Universidad de Carolina del Sur, forma parte de un equipo que investiga los efectos de la radiación ionizante en esas zonas, en condiciones reales, en vez de en condiciones de laboratorio. Ha realizado una amplia investigación en el área contaminada que rodea la central nuclear de Chernóbil. Él y su frecuente colaborador Anders Møller de la Universidad de París Sur en Francia, notaron algo anormal durante su trabajo en el Bosque Rojo, la parte más contaminada de la Zona de Exclusión de Chernóbil: Árboles muertos, que en otros lugares ya se habrían descompuesto, aquí no lo hacían.

Así pues, salieron a comprobar el ritmo por el cual el material vegetal se descomponía en función de la radiación ambiental, colocando cientos de muestras de hojarasca no contaminada ("agujas" de pino, y hojas de roble, arce y abedul) en sacos de malla a lo largo y ancho de toda la zona. Los lugares fueron elegidos para cubrir un amplio rango de dosis de radiación, y las muestras fueron recogidas después de permanecer 9 meses a la intemperie.

Un análisis estadístico de la pérdida de peso de cada muestra de hojarasca después de estos 9 meses mostró que una radiación ambiental más alta estaba asociada con una menor pérdida de peso. La respuesta fue proporcional a la dosis de radiación, y en las regiones más contaminadas, la pérdida fue un 40 por ciento menor que en las regiones de control en Ucrania con niveles de radiación ambiental normales.

El equipo ha llegado a la conclusión de que las bacterias y los hongos que descomponen la materia vegetal en ecosistemas sanos sufren los efectos de la contaminación radiactiva y eso se traduce en una merma de su actividad. También están afectados negativamente, aunque menos, pequeños vertebrados tales como las termitas, que contribuyen asimismo a la descomposición de la biomasa vegetal.

Tal como argumenta Mousseau, una descomposición más lenta retardará también indirectamente el crecimiento de las plantas, dado que los productos de dicha descomposición son nutrientes para las nuevas. De hecho, el equipo informó recientemente sobre un crecimiento reducido de los árboles próximos a Chernóbil, que es probable que sea el resultado tanto de los efectos directos de la radiación como de los indirectos, tales como un suministro inferior de nutrientes.

Los resultados muestran asimismo el potencial para una expansión adicional de la radiactividad.

Muchos grupos diferentes han mostrado una creciente preocupación por la posibilidad de que se produzcan incendios forestales en esta peligrosa zona que barran de forma catastrófica la contaminación radiactiva que se halla en los árboles y la biomasa vegetal en general, y la redistribuyan hacia otras regiones. El desplazamiento del material radiactivo a través del humo terminaría llevándolo hasta áreas pobladas.

La acumulación de hojarasca que han observado los científicos, probable consecuencia directa de una actividad de descomposición microbiana reducida, es idónea para iniciar un incendio. La hojarasca es abundante, está seca, se enciende con facilidad y arde rápida y vigorosamente.

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La inteligente e inesperada capacidad "humana" de aprendizaje de los abejorros

Tienen cerebros diminutos, pero los abejorros son capaces de algunos logros de aprendizaje muy notables, haciendo gala de una forma de aprendizaje que hasta ahora se creía exclusiva de humanos y primates. Además, son capaces de comunicar información entre ellos sobre cosas nuevas, como por ejemplo una "flor" artificial en forma de disco.

A través de experimentos reveladores, el equipo de Hamida Mirwan y Peter Kevan, de la Universidad de Guelph en Canadá, ha estudiado a fondo la habilidad de los abejorros para aprender por sí mismos y gracias a otros.

Los investigadores les presentaron a los abejorros una serie de flores artificiales que requerían de ellos estrategias cada vez más complicadas, tales como desplazar a un lado o hacia arriba piezas móviles, para obtener un "néctar" preparado por los científicos y que esencialmente era un líquido azucarado análogo al almíbar o al sirope comunes y que a los abejorros les gustaba mucho. Esto último garantizaba su disposición a esforzar su mente.

Cuando los abejorros inexpertos encontraban primero la flor más compleja, eran incapaces de acceder al premio gastronómico y dejaban de intentarlo. Los abejorros a los que se les permitía progresar a través de flores cada vez más complicadas, podían avanzar hasta lograr manipular con éxito las más difíciles.

Mirwan y Kevan consideran estos fascinantes resultados como un ejemplo de un tipo de aprendizaje al que se ha tendido siempre a considerar como exclusivo de la psicología humana o de los primates y que consiste en que lo aprendido en la primera lección sirve para entender lo expuesto en la segunda, lo aprendido en la segunda sirve para entender lo expuesto en la tercera, y así sucesivamente.

En otros experimentos, el equipo de Mirwan ha constatado que los abejorros son capaces de aprender cosas viendo cómo las hacen otros abejorros, una habilidad bastante compleja.

Mirwan construyó flores artificiales que requerían de los abejorros que éstos caminasen en el lado inferior de un disco para conseguir el pseudonéctar. Estos abejorros intentaron alimentarse en las flores artificiales durante varios días, hasta que se acostumbraron a ello y se convirtieron en expertos.

Mirwan confinó a unos abejorros inexpertos en un recipiente hecho de malla y situado cerca de las flores artificiales donde podían observar a los abejorros expertos. Cuando se permitió a los inexpertos intentar alimentarse en las flores artificiales, sólo precisaron de 70 segundos para conseguir el premio. Los abejorros inexpertos del grupo de control, que no habían observado a los expertos, no consiguieron acceder al "néctar".

En una última prueba, Mirwan colocó a los abejorros experimentados en una colmena con abejorros inexpertos. Cuando se permitió a estos últimos alimentarse en las flores artificiales, consiguieron el sucedáneo de néctar en apenas 3,5 minutos.

Los científicos especializados en el estudio del comportamiento asumen habitualmente que la observación y la imitación se hallan en el corazón del aprendizaje social, pero los insectos sociales como los abejorros pueden también transmitir información a través del tacto, la vibración y el olor.


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