Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 863367 veces)

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Los agujeros negros también pueden ayudar a formar estrellas

ASTROFÍSICA

Filamentos de gas ionizado en Centauro-A. (Foto: Mark Crockett)

Se ha descubierto que un agujero negro parece estar promoviendo la formación de nuevas estrellas a partir de nubes de gas. Los agujeros negros a menudo impiden el nacimiento de estrellas, ya que sus fuerzas gravitacionales impulsan de manera indirecta un fuerte flujo de material que barre las nubes de gas de las cuales se forman las estrellas.
El hallazgo de que estos mismos flujos también pueden comprimir las regiones de gas y promover en ellas la formación de nuevas estrellas constituye toda una sorpresa para la comunidad científica, y sugiere que los agujeros negros tienen un efecto mucho más complicado en el universo de lo que los científicos pensaban anteriormente.
El equipo de astrónomos, dirigido por Sugata Kaviraj del Imperial College de Londres y sus colegas de la Universidad de Tasmania en Australia y la de Oxford en el Reino Unido, usaron el Telescopio Espacial Hubble para estudiar las regiones centrales de Centauro A, una galaxia brillante ubicada a 13 millones de años-luz en la dirección de la constelación austral de Centauro. En luz visible, un importante cinturón de polvo se puede ver extendido por la galaxia y, cuando se observa en longitudes de ondas de radio y rayos X, tiene chorros que se extienden hasta 1 millón de años-luz desde el agujero negro central.
Los científicos escudriñaron de manera detallada el "filamento interior", una región situada cerca del flujo de material saliente que es una fuente de luz ultravioleta y de rayos X, además de ser brillante en luz visible. Utilizando las imágenes del Hubble, el equipo fue capaz de reconstruir el historial de formación de estrellas del filamento con una precisión sin precedentes.
Se encontró que la punta del filamento más cercana al flujo de material saliente contiene estrellas jóvenes, las edades de las cuales son similares al tiempo transcurrido desde que el flujo se puso en marcha.

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Vuelos no tripulados de bajo coste permiten documentar el patrimonio

INGENIERÍA

UAV Microdrones en el yacimiento de Segeda (Zaragoza). (Foto: J. J. Zancajo)

Investigadores de la Escuela Politécnica Superior de Ávila de la Universidad de Salamanca, en España, junto a científicos de otras instituciones, están desarrollando un proyecto de investigación que consiste en probar la efectividad de los vuelos de bajo coste no tripulados (UAV en inglés, de unmanned aerial vehicle) para documentar el patrimonio. Estos pequeños aparatos voladores pueden portar muchos tipos de cámaras y sensores que resultan útiles para muchos trabajos e investigaciones científicas, sobre todo en el terreno de la Arqueología.
Generalmente, para realizar trabajos de cartografía y de topografía se emplean aviones tripulados, pero los UAV están mucho más cerca del aeromodelismo, se trata de pequeños aparatos que se manejan con un mando a distancia y transportan los equipos necesarios para tomar las imágenes precisas. Así, son útiles para desarrollar Sistemas de Información Geográfica (SIG) que almacenan digitalmente todos los datos, de manera que quedan disponibles vía web para diversos usos.
El objetivo de este proyecto es ensayar con estos nuevos instrumentos de vuelo cómo lograr buenas imágenes, de manera que el resultado final cumpla con las normas estandarizadas. Los investigadores trabajan con diversos métodos y tecnologías, como el escáner láser en 3D y, junto a la aportación de los UAV, quieren buscar la manera de “homogeneizar toda esta información geográfica”, explica José Julio Zancajo Jimeno, investigador del Departamento de Ingeniería Cartográfica y del Terreno de la Escuela Politécnica Superior de Ávila.
Además, estos vuelos de bajo coste resultan muy adecuados para realizar levantamientos de edificios, lo cual puede ser útil para restauraciones del patrimonio. Por ejemplo, se pueden realizar tomas del tejado de una ermita. Al volar más bajo que los aviones, captan más detalles. “Aunque en teoría pueden llegar a volar a 500 metros de altura, estamos haciendo pruebas sobre los 100 con una cámara que estamos calibrando para usarla en fotogrametría”, explica, para obtener las propiedades geométricas y espaciales de objetos sobre el terreno.
“El trabajo más importante es determinar cómo manejar toda la información y gestionarla en un SIG”, indica el científico de Ávila. Es decir, que el proyecto quiere integrar los nuevos elementos en la cartografía general de una zona, de manera que los diversos modelos digitales sean compatibles. Esta información es especialmente valiosa en el caso de los yacimientos arqueológicos, pero también para actividades administrativas o para el turismo. Los yacimientos de Segeda (Zaragoza), Conimbriga (Portugal) o los castros de Ávila son algunos de los escenarios de trabajo del equipo científico.
Para realizar las pruebas, los investigadores cuentan con el UAV Microdrones, de fabricación alemana, pero el mercado evoluciona rápido y muy cerca se está desarrollando un interesante prototipo: el ‘aracnocóptero’ de la empresa Arbórea de Salamanca.
Por parte de la Universidad de Salamanca, participan: Jose Julio Zancajo, Francisco Javier González, Teresa Mostaza y Manuel Pérez. Además, también colaboran en el proyecto Mercedes Farjas (UPM), Juan Carlos Ojeda (IGN) y Juan Gregorio Rejas (INTA).

Fuente: José Pichel Andrés/DICYT

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Estudian cómo era el sistema solar en sus comienzos

ASTRONOMÍA

Imagen del cúmulo Tr 37 en Cefeo OB2, en el infrarrojo medio (24 micras), tomada con el telescopio espacial Spitzer. Las regiones nebulosas contienen las estrellas más jóvenes de la región. (Foto: NASA)

Un grupo internacional de científicos, en el que participan astrónomos de la Universidad Autónoma de Madrid, ha presentado observaciones a distintas longitudes de onda de estrellas que contienen sistemas planetarios en formación, revelando así similitudes y diferencias con nuestro sistema solar que pueden ayudar a entender en qué casos una joven estrella acaba rodeada de un sistema planetario.
La formación de sistemas planetarios similares a nuestro sistema solar es un proceso complejo que dura varios millones de años. Como no es posible esperar tanto tiempo para observar cómo se forman los planetas, los astrónomos observan sistemas planetarios con edades diferentes que se encuentran en distintos estadios de su formación, para así componer la historia de nuestro propio sistema solar.
La región conocida como Cefeo OB2, situada a 3 mil años luz, ofrece a los científicos una idea del ambiente en que se movía el joven Sol cuando se formó hace 4.600 millones de años. Dicha región contiene varias decenas de estrellas masivas y algunos cientos de estrellas muy jóvenes similares al Sol en sus comienzos, las cuales se encuentran en dos cúmulos (Tr 37 y NGC 7160) y tienen entre uno y doce millones de años, edades clave para la formación de planetas.
Puesto que la mayoría de las estrellas más jóvenes se encuentra rodeada de discos de gas y polvo, llamados discos protoplanetarios, y que en las estrellas más viejas estos discos ya han desaparecido, los científicos deducen que la formación de planetas debe ocurrir en etapas intermedias.
Con esta presupuesto como base y combinando observaciones a distintas longitudes de onda (luz visible, infrarrojo, radio), un grupo internacional de científicos estudió la estructura de discos protoplanetarios para buscar indicios de formación de planetas. En el estudio, publicado recientemente en The Astrophysical Journal, participaron astrónomos de la Universidad Autónoma de Madrid, el Instituto Max Planck en Heidelberg (Alemania), el Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (EE UU) y el Observatorio de Leiden (Holanda).
Los discos protoplanetarios tienen un tamaño típico unas cinco veces mayor que la órbita de Plutón y una masa varias veces mayor que la masa contenida en todos los planetas del sistema solar. La masa está compuesta en su mayor parte de gas, con una pequeña porción de polvo de silicatos y otros elementos, en una proporción de 100 partes de gas por una de polvo.
La estrella central calienta el disco, de manera que la parte interna alcanza temperaturas de unos 1.200º C, mientras que las partes más alejadas se encuentran a unos -240ºC. Al igual que al calentar un trozo de hierro su color pasa del negro al rojo, luego al naranja, y finalmente al blanco, cada región del disco emite fundamentalmente en un 'color' o longitud de onda según su temperatura: longitudes de onda más largas muestran regiones más frías.
La emisión de radio proviene de las partes más alejadas de la estrella y, por tanto, más frías. El infrarrojo medio traza regiones con temperaturas similares a las que se dan en Júpiter o Saturno. El infrarrojo cercano revela la parte que en nuestro Sistema Solar ocupan los planetas terrestres (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte). Finalmente, la luz visible traza lo que ocurre en las cercanías de la estrella. Así, combinando observaciones a distintas longitudes de onda es posible obtener información sobre las distintas zonas del disco, a pesar de que los discos a 3.000 años luz aparecen en las imágenes tan sólo como puntos.
Las observaciones publicadas en The Astrophysical Journal muestran que en los discos de edades intermedias los granos de polvo se han aglomerado en partículas con tamaños similares a la arena fina y composición química parecida a la observada en el polvo de los cometas del sistema solar.
En algunos casos, la parte más interna del disco, correspondiente a la zona donde se encuentran los planetas en el sistema solar, aparece desprovista de polvo fino, lo cual sugiere que los granos de polvo han alcanzado tamaños superiores a 10-20 micras. Algunos discos carecen de gas y polvo fino en su parte más interna, lo que es consistente con la formación de planetas gigantes similares a Júpiter que habrían absorbido la parte central del disco. En otros discos, la cantidad de polvo fino observada es muy inferior a la masa de gas, lo cual indica que la mayor parte de los sólidos debe encontrarse ya en cuerpos del tamaño de piedrecitas o incluso en planetas de varios kilómetros de diámetro.
Todas estas observaciones permiten a los investigadores suponer cómo fueron los comienzos del sistema solar y de otros extrasolares. También muestran que la evolución de los discos no es la misma en todas las estrellas, lo cual podría dar origen a distintos tipos de sistemas planetarios, o incluso a estrellas donde el disco es eliminado sin llegar a formar planetas.
Los investigadores resaltan distintas cuestiones por resolver, como la presencia de algunos discos con edades de 10 millones de años y sin evidencia alguna de evolución hacia sistemas planetarios. ¿Qué es lo que impide la formación de planetas en estos discos Peter Pan que se niegan a crecer?

Fuente: UAM

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La tafonomía, una ciencia que reconstruye el pasado de los seres vivos en todos sus detalles

PALEONTOLOGÍA

Pasado y presente de las expediciones paleontológicas. (Imagen: Archivo del Natural History Museum (izqda) y Yolanda Fernández-Jalvo (derecha))

Aunque los términos fósil o paleontología son conocidos por todos y podemos encontrarlos con relativa frecuencia en cualquier medio de comunicación, no ocurre así con la tafonomía. Sin embargo, esta es la disciplina que permite esclarecer el proceso de fosilización. Los yacimientos y los fósiles son ventanas que nos permiten observar el pasado pero no pueden considerarse una instantánea del mismo. Así lo explica un estudio reciente del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), que nos acerca esta ciencia.
Hasta hace apenas un siglo, los paleontólogos que dirigían las excavaciones decidían qué especímenes debían conservarse y cuáles descartarse, después de lo cual los elementos seleccionados se empaquetaban juntos de forma indiscriminada y se enviaban al laboratorio o museo donde posteriormente se estudiarían.
En la actualidad, los métodos empleados son muy diferentes, aunque el fósil sigue siendo el protagonista. Los picos y palas han sido sustituidos por instrumentos menos burdos que permiten la cuidadosa recuperación de cualquier resto, frente a la recolección indiscriminada. Ahora, se anotan cuidadosamente las coordenadas espaciales de cualquier pieza, rastro o señal, porque todo ello proporciona una información valiosa sobre ambientes pretéritos, principios biológicos, génesis del yacimiento, etc.
“Hay que tener en cuenta que los fósiles y los yacimientos, especialmente aquellos que se encuentran en medios continentales, no están donde vivían y han podido mezclarse con otros fósiles de ambientes distintos e incluso con períodos diferentes”, comenta Yolanda Fernández-Jalvo, investigadora del MNCN, que ha colaborado con la Universidad sudafricana Free State y el Museo de Historia Natural de Londres (Reino Unido).
Según el estudio, publicado en Quaternary Science Reviews, la investigación tafonómica se centra en los fósiles, pero va mucho más allá; cualquier signo de vida en el pasado, sea del tipo que sea, le concierne. Las huellas, excrementos fósiles, marcas dentales, restos digeridos, rastros de pisoteo, entre otros, aportan datos fundamentales para comprender cómo vivían las especies. De este modo, la tafonomía se aplica en un amplio rango de áreas como la arqueología, paleobotánica, estudios forenses, etc.
En las interpretaciones paleobiológicas, en las que se intenta reconstruir las condiciones ecológicas en el pasado, hay tres cuestiones fundamentales: complejidad del hábitat, procesos de acumulación y preservación de la fauna y flora fósil, y la posibilidad de que los hábitats existentes en el pasado no tengan un equivalente actual. Por ello, la relación del fósil con el contexto donde se halla es fundamental para documentar cambios ambientales a una escala global, y ningún estudio paleoecológico debería realizarse sin un estudio tafonómico previo.
Una situación muy particular se da cuando se aplica la tafonomía a enclaves ocupados por homínidos, los cuales resultan de especial interés debido a sus implicaciones en la evolución humana. Estos lugares plantean una dificultad añadida, ya que los humanos pueden considerarse como un agente adicional de perturbación que puede distorsionar el ambiente original. La tafonomía constituye aquí una valiosa herramienta para comprender el comportamiento y modo de vida de los humanos a partir de la información que proporcionan las superficies de los huesos fosilizados, como consecuencia de actividades como la caza, la elaboración de alimentos o la decoración.
Si bien el registro fósil atesora un gran caudal de información biológica y ecológica, gran parte de ella se muestra encriptada por lo que hay que descifrarla. La tafonomía permite entender las circunstancias vitales y la preservación de los organismos fósiles, y de este modo contribuye a resolver las cuestiones que plantea el paleobiólogo. Por ello, cabe considerarla como una forma más dinámica de observar el pasado.

Fuente: MNC

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La peor extinción masiva conocida de la historia del planeta fue gradual, no abrupta

GEOLOGÍA

El paraje geológico de Griesbach Creek en el Ártico. (Foto: C.M. Henderson)

La extinción en masa más mortal de todas las conocidas se tomó un tiempo bastante largo para matar al 90 por ciento de la vida marina de la Tierra, y constó de varias fases consecutivas, según los resultados de un nuevo estudio, que indican por tanto que las extinciones masivas no tienen por qué ser fenómenos abruptos.
El análisis llevado a cabo por el geólogo Thomas Algeo de la Universidad de Cincinnati, y otros trece colegas de diversas instituciones en Estados Unidos y Canadá, proporciona evidencias contundentes de que la extinción masiva más grande de nuestro planeta transcurrió a lo largo de centenares de miles de años.
Hace aproximadamente 252 millones de años, a finales del período Pérmico, la Tierra quedó casi deshabitada. Alrededor del 90 por ciento de todas las especies vivientes desaparecieron por aquel entonces.
Algeo y sus colegas han pasado gran parte de la última década investigando las evidencias químicas enterradas en las rocas que se formaron durante esta catástrofe.
El mundo de aquella época, revelado por la nueva investigación, es un paisaje devastado, desprovisto de vegetación y marcado con las cicatrices de la erosión causada por las lluvias ácidas. Enormes "zonas muertas" reinaban en los océanos, y un potentísimo efecto invernadero caldeó el planeta hasta hacerle alcanzar temperaturas abrasadoras.
Las evidencias que Algeo y sus colegas han examinado apuntan a una extensa actividad volcánica en Siberia como un factor importante de la catástrofe. Los científicos relacionan esta extinción con las erupciones volcánicas en una zona siberiana caracterizada por una sucesión de raras colinas que parecen grandes escalones o terrazas, y que son conocidos como las Traps Siberianas. El término "Traps" deriva de la palabra sueca "Trapp", que significa escalón.
Las Traps Siberianas conforman una extensa región rica en piedra volcánica. La gran actividad volcánica que las formó, uno de los episodios volcánicos de mayor envergadura de los que se tenga conocimiento en la historia geológica de la Tierra en los últimos 500 millones de años, duró un millón de años, hasta el período de transición entre el Pérmico y el Triásico.
Una gran porción de Siberia occidental revela depósitos volcánicos de hasta cinco kilómetros (tres millas) de espesor, cubriendo un área equivalente a la zona continental de Estados Unidos. La lava afectó además a enormes yacimientos de carbón. Debido a esto último, la erupción liberó una abundante cantidad de metano cuando atravesó y quemó el carbón. Como gas de efecto invernadero, el metano puede ser hasta 30 veces más potente que el dióxido de carbono.
La lentitud de la extinción se debió, por lo que parece, a que los efectos de la actividad volcánica temprana en Siberia, principalmente la emisión de cenizas y gases tóxicos, estuvieron confinados durante bastante tiempo en las latitudes del norte.
Sólo después de que las erupciones alcanzaron su apogeo, fue cuando los efectos comenzaron a llegar a las latitudes tropicales del Océano de Tetis, un mar que existía en aquella época.

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Los genes que controlan por separado diversos aspectos de la conducta femenina y de la masculina

BIOLOGÍA

Se ha logrado identificar genes que controlan por separado diversos aspectos de la conducta femenina y de la masculina. (Imagen: UCSF)

Se ha descubierto que una serie de genes, sobre los que influyen el estrógeno (hormona sexual femenina) y la testosterona (hormona sexual masculina) controlan a su vez tipos específicos de conductas femeninas y masculinas en los ratones.
El equipo del Dr. Nirao Shah, de la Universidad de California en San Francisco, "desactivó" selectivamente varios de estos genes uno a uno y encontró que podía manipular conductas individuales en los ratones, como la libido, el deseo de entablar peleas, o la disposición a pasar más tiempo cuidando a las crías. Es decir que, a semejanza de una caja de distribución eléctrica con muchos interruptores, las conductas femenina y masculina están formadas en realidad por muchos comportamientos independientes.
Shah y sus colegas comprobaron que podían "desconectar" selectivamente algunas conductas masculinas, de modo que, por ejemplo, los machos continuaban peleando y marcando su territorio con normalidad pero dejaban de ejercer su conducta de apareamiento con las hembras. Asimismo, los científicos lograron modular conductas de las hembras para hacer que mantuvieran un interés activo en el sexo pero pasaran menos tiempo cuidando a sus crías, o viceversa.
El equipo de investigación cree que puede haber muchos más genes que sean regulados por hormonas sexuales y que, a su vez, controlen a otros componentes de las conductas masculina y femenina. Hay que plantearse, por tanto, que si se pueden descomponer las conductas masculina y femenina en componentes individuales, tal vez haya otras conductas complejas que de modo similar puedan ser descompuestas en componentes separados.
Identificar de qué manera diferencias genéticas en nuestro cerebro son responsables de las diferencias en nuestra conducta puede ser también un punto de partida para determinar el mejor modo de abordar enfermedades mentales y alteraciones neurodegenerativas humanas en las que existe esa diferencia de género. Por ejemplo, el autismo masculino es cuatro veces más común que el femenino.
Algunos de los genes analizados en el nuevo estudio han sido identificados como implicados en varios trastornos humanos en los que hay una clara diferencia de incidencia según el género. No se hallarán a corto plazo todas las respuestas a estos trastornos tomando como base sólo a esta investigación, pero en el futuro, ésta sí podría ayudar a identificar mejores vías para tratar esos trastornos.
En la investigación también han trabajado Xiaohong Xu, Jennifer K. Coats, Cindy F. Yang, Amy Wang, Osama M. Ahmed y Maricruz Alvarado, todos de la Universidad de California en San Francisco, así como Tetsuro Izumi de la Universidad de Gunma en Maebashi, Japón.

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La coordinación entre neuronas para reconocer imágenes y movimientos

NEUROLOGÍA

Es necesaria una coordinación entre neuronas para reconocer imágenes y movimientos. (Foto: McGill U.)

Cuando estamos a punto de chocar contra algo y nos las arreglamos para evadirlo en el último instante, ¿qué es lo que realmente ocurre en nuestro cerebro? Un nuevo estudio muestra cómo el cerebro procesa la información visual para deducir cuándo algo se mueve peligrosamente en dirección hacia la persona o cuándo esta última está a punto de chocar contra algo.
El estudio proporciona datos nuevos y esclarecedores sobre nuestro sentido de la visión y un conocimiento más detallado sobre el cerebro.
Un equipo de investigadores del Instituto y Hospital Neurológico de Montreal, dependiente de la Universidad McGill en Canadá, en colaboración con científicos de la Universidad de Maryland en Estados Unidos, ha averiguado qué cálculos matemáticos emplean ciertas neuronas para indicarnos la distancia hasta un objeto determinado y las velocidades 3D que tienen superficies y objetos en movimiento en relación con nosotros. Hay neuronas muy especializadas en la corteza visual del cerebro, ubicadas en un área conocida como MST, que responden selectivamente a patrones de movimiento tales como la expansión, la rotación, y la deformación. Sin embargo, los cálculos subyacentes en esa reacción selectiva no se conocían hasta ahora.
Usando modelos matemáticos y sofisticadas técnicas de grabación, el equipo de Patrick Mineault y Christopher Pack (Instituto y Hospital Neurológico de Montreal) ha descubierto cómo funcionan ciertas neuronas individuales de la región MST.
El área MST es típica de la corteza visual de alto nivel, en la que es posible apreciar, observando los patrones de activación de neuronas individuales, el paso de información relativa a aspectos importantes de la visión. Un ejemplo clásico es una neurona que sólo se activa cuando el sujeto está observando la imagen de un rostro particular. Este tipo de neurona tiene que obtener información de otras neuronas que son selectivas para rasgos más simples, como líneas, colores, y texturas, y combinar estos datos de un modo bastante sofisticado.
De modo similar, para la detección de movimiento, las neuronas tienen que combinar datos obtenidos previamente de muchas otras neuronas que están posicionadas en puestos de acción más temprana en el itinerario visual, a fin de determinar si algo se mueve hacia nosotros.
El itinerario visual del cerebro se divide en componentes. Por ejemplo, las neuronas de la retina responden a estímulos muy simples, como pequeños puntos de luz. Más adelante en la ruta visual, las neuronas responden a estímulos más complejos, como por ejemplo líneas rectas, gracias a que combinan datos obtenidos previamente por otras neuronas. Más adelante en el itinerario, las neuronas de puestos más en retaguardia responden a estímulos aún más complejos, como por ejemplo combinaciones de líneas (ángulos), y así hasta lograr que las neuronas de los puestos finales puedan reaccionar ante objetos en movimiento, o reconocer rostros, por ejemplo.

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El ejercicio físico activa a una clase de células madre

BIOLOGÍA

En verde, células madre mesenquimales. (Foto: Marni Boppart)

Un equipo de investigación ha determinado que hay un tipo de célula madre adulta presente en el músculo que reacciona al ejercicio físico.
Este descubrimiento podría mostrar un vínculo entre el ejercicio físico y la salud muscular. Los resultados de la investigación podrían conducir a nuevas técnicas terapéuticas que usen estas células para rehabilitar tejido muscular dañado o prevenir o remediar la pérdida de músculo provocada por el envejecimiento.
Como el ejercicio puede provocar ciertos daños como parte del proceso de remodelación causado por estrés mecánico, el equipo de la Dra. Marni Boppart, de la Universidad de Illinois en Estados Unidos, investigó si la acumulación de células madre mesenquimales era una respuesta natural al ejercicio y si estas células contribuían a procesos de crecimiento y regeneración beneficiosos que tienen lugar después de hacer ejercicio físico.
Los investigadores encontraron que las células madre mesenquimales en el músculo responden bastante al estrés mecánico. Ellos observaron una acumulación de células madre mesenquimales en el tejido muscular de ratones después de hacer ejercicio físico de manera vigorosa. Luego, los investigadores determinaron que aunque esas células no contribuyen directamente a crear nuevas fibras musculares, liberan factores de crecimiento que estimulan a otras células en el músculo a combinarse y generar nuevo músculo, siendo éste el fundamento celular de la mejor salud muscular que se logra mediante el ejercicio físico.
El siguiente objetivo del grupo de investigación es determinar si estas células contribuyen a la disminución de masa muscular a medida que la persona envejece. Los datos preliminares sugieren un declive de las células madre mesenquimales en el músculo según aumenta la edad. El equipo espera desarrollar una terapia combinada, que utilice estrategias moleculares y técnicas basadas en células madre para impedir la pérdida muscular asociada a la edad.
Aunque el ejercicio físico es la mejor estrategia para preservar el tejido muscular a medida que envejecemos, no todas las personas pueden hacer ejercicio del modo que sería deseable. Las discapacidades pueden limitar las oportunidades para fomentar el crecimiento muscular.

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El motivo de la velocidad menor de reacción del dedo corazón

NEUROLOGÍA

El nuevo estudio aporta una explicación más detallada sobre la menor velocidad de reacción del dedo corazón. (Foto: NCYT/JMC)

Cada parte del cuerpo tiene su propia área de células nerviosas en el cerebro. Se puede decir, por tanto, que tenemos un mapa de nuestro cuerpo en nuestra cabeza. No se conoce a ciencia cierta cuánta importancia tienen estos mapas, pero un nuevo estudio puede ayudar a estimarlo con mayor seguridad, y también aporta una explicación más detallada sobre la menor velocidad de reacción del dedo corazón (o dedo medio).
Los investigadores encargaron a los sujetos de estudio una tarea simple para medir la velocidad de decisión: Les mostraban una imagen en un monitor que representaba los diez dedos de las manos. Si uno de los dedos aparecía marcado, los sujetos tenían que apretar una tecla correspondiente tan rápido como les fuera posible con ese dedo. El pulgar y el meñique fueron los más rápidos. El dedo corazón fue el más lento.
Se podría pensar que esta diferencia se debe a causas anatómicas o que depende del ejercicio físico que se le da a cada dedo en comparación con los otros. Pero el equipo de Hubert Dinse, del Laboratorio de Plasticidad Neural en el Instituto de Computación Neuronal, dependiente de la Universidad del Ruhr en Bochum, Alemania, descartó esas posibilidades después de los resultados de pruebas adicionales. En principio, cada dedo es capaz de reaccionar igual de rápido. Sólo en la tarea de selección, el dedo corazón muestra una desventaja clara.
El equipo de investigación finalmente ha demostrado que las influencias inhibitorias de las células nerviosas vecinas asociadas a otros dedos de la mano, afectan el tiempo de reacción de un dedo. Los dedos más exteriores, el pulgar y el índice, reaccionan por tanto más rápido que el dedo corazón, el cual está expuesto al "fuego cruzado" de dos dedos vecinos a cada lado.
Sin embargo, gracias a la plasticidad del cerebro que permite reforzar conexiones, esa lentitud del dedo corazón puede ser compensada mediante un entrenamiento especializado en los movimientos de dicho dedo.

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Incrementan en más del 20 por ciento la eficiencia conjunta de CPUs y GPUs

COMPUTACIÓN

Aumentar la eficiencia de procesamiento en los ordenadores es un reto constante. (Foto: NCYT/JMC)

Se ha desarrollado una nueva técnica que hace posible que las unidades de procesamiento gráfico (GPUs) y las unidades de procesamiento central (CPUs) colaboren en un mismo chip, mejorando la eficiencia conjunta de los procesadores en más de un 20 por ciento como promedio.
Los fabricantes de chips ahora están creando procesadores que incluyen CPUs y GPUs en un mismo chip. Este enfoque disminuye los costes de producción e incrementa la eficiencia energética de los ordenadores. Sin embargo, los núcleos de las CPUs y los de las GPUs todavía trabajan casi exclusivamente en funciones separadas. Raramente colaboran de manera estrecha para ejecutar algún programa, así que su trabajo conjunto no alcanza toda la eficacia de la que es capaz la combinación de ambas clases de procesadores.
Éste es el problema que ha procurado resolver el equipo de Huiyang Zhou, ingeniero electrónico y de computación en la Universidad Estatal de Carolina del Norte, Estados Unidos.
Las GPUs inicialmente fueron diseñadas para ejecutar programas gráficos, y son capaces de ejecutar muchas funciones individuales muy rápidamente. Las CPUs, o "cerebros" de los ordenadores, tienen una potencia de cómputo menor, pero están mejor capacitadas para realizar tareas más complejas.
Las CPUs y las GPUs obtienen los datos de la memoria principal (ubicada fuera del chip) aproximadamente a la misma velocidad, pero las GPUs pueden ejecutar las funciones que usan esos datos más rápidamente. Así que, si una CPU determina anticipadamente qué datos necesitará una GPU, y los obtiene de la memoria principal, eso permitirá que la GPU se centre en ejecutar las mencionadas funciones, y el proceso global consume menos tiempo.
El enfoque del equipo de Zhou se basa en aprovechar mejor la capacidad de procesamiento rápido de la GPU, mediante la estrategia de que la CPU determine de antemano qué datos necesitará la GPU. La antelación en el envío desde la memoria principal aprovecha mejor la velocidad de la GPU y optimiza el rendimiento conjunto. En las pruebas preliminares, el equipo de Zhou ha comprobado que este nuevo enfoque mejora la eficiencia conjunta en un 21,4 por ciento como promedio.
Este enfoque es más eficiente porque hace posible que las CPUs y las GPUs hagan las cosas para las que están mejor preparadas. Las GPUs son buenas realizando cálculos. Las CPUs son buenas tomando decisiones y en su flexibilidad para recuperar datos.
En la investigación también han trabajado Yi Yang y Ping Xiang de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, y Mike Mantor de la compañía Advanced Micro Devices

Fuente: AMD.

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Primeras dataciones absolutas de los yacimientos de Orce

ARQUEOLOGÍA

Fuente Nueva 3, imagen del mamut del nivel arqueologico superior. (Foto: Cenieh)

Mathieu Duval, que lidera el Grupo de Resonancia Paramagnética Electrónica (ESR) del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (Cenieh) de Burgos, España, acaba de publicar en la revista Quaternary Research un artículo sobre los límites de la utilización del método combinando ESR (siglas en inglés de Resonancia Paramagnética Electrónica) y Series de Uranio para datar dientes fósiles del Pleistoceno inferior (2’6-0’8 millones de años), en el que presenta las primeras dataciones absolutas de los yacimientos arqueo-paleontológicos de Fuente Nueva 3 y Barranco León, situados en la población granadina de Orce, donde lleva trabajando desde 2003.
El trabajo, firmado por un equipo internacional, forma parte de un proyecto cuyo objetivo es desarrollar el método ESR y su fiabilidad para datar yacimientos del Pleistoceno Inferior, y ha permitido obtener una fecha absoluta de aproximadamente 1’2 millones de años de antigüedad para el nivel arqueológico superior de Fuente Nueva-3, donde se encontraron herramientas líticas en asociación con restos faunísticos, incluyendo un esqueleto casi completo de mamut. Los datos obtenidos permiten también datar de manera indirecta el yacimiento de Barranco León, considerado como contemporáneo de Fuente Nueva-3 desde el punto de vista de la biocronología.
Además de este artículo, Duval ha publicado otros dos trabajos en el último año como parte de este proyecto en el que participan varias instituciones internacionales que han colaborado en sus investigaciones: un artículo sobre la aplicación del método ESR para datar el yacimiento de Venta Micena, también en Orce, y otro de metodología sobre la cartografía de la distribución espacial del Uranio dentro de un diente fósil de caballo procedente del yacimiento de Fuente Nueva-3.
En el artículo The challenge of dating Early Pleistocene fossil teeth by the combined uranium series–electron spin resonance method: the Venta Micena palaeontological site (Orce, Spain) publicado en la revista Journal of Quaternary Science, este investigador presenta los resultados de la datación del yacimiento paleontológico de Venta Micena, utilizando también el método combinando ESR y Series de Uranio aplicado a los dientes fósiles. Desde principios de los años 1980, en dicho yacimiento se han encontrado más de 15.000 restos de animales fósiles de una fauna rica y diversificada, por lo que se ha convertido en un referente para las reconstrucciones biocronológicas y paleoecológicas de las faunas de mamíferos del Pleistoceno Inferior.
En este trabajo, Duval y sus colaboradores detallan el potencial y los límites del método aplicado a yacimientos de esa antigüedad para datar de manera directa la fauna de Venta Micena, cuya edad ronda los 1’4 millones de años. Dicho resultado tiene repercusiones importantes en relación con los primeros poblamientos humanos en Europa, ya que permite también precisar indirectamente la cronología de algunos yacimientos europeos muy antiguos, como el de Pirro Nord, en Italia, nunca datado hasta ahora mediante un método absoluto, y considerado biocronológicamente contemporáneo de Venta Micena.
La Resonancia Paramagnética Electrónica, ESR, se empezó a utilizar a mediados de la década de 1970 para determinar la antigüedad de espeleotemas hallados en cuevas japonesas, y es uno de los pocos métodos absolutos que hay hoy en día para datar el Pleistoceno. Pero existen muchos factores que dificultan su aplicación para periodos muy antiguos, y en el caso de la datación de dientes fósiles, uno de los temas más críticos es determinar la incorporación y la migración del uranio dentro de los tejidos dentales, como queda reflejado en el artículo High resolution LA-ICP-MS mapping of U and Th isotopes in an early Pleistocene equid tooth from Fuente Nueva-3 (Orce, Andalusia, Spain).
Según la información del Cenieh recogida por DiCYT, en este trabajo publicado en la revista Quaternary Geochronology se pone en evidencia la dificultad de datar muestras del Pleistoceno inferior. Duval y sus colaboradores presentan algunas cartas de distribución espacial del Uranio dentro de un diente fósil procedente de Fuente Nueva-3, e incluyen por primera vez una visión en tres dimensiones de este proceso, lo que ha permitido obtener información clave para el entendimiento de la migración del Uranio en dientes fósiles.

Fuente: CGP/DICYT

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Crean el primer mapa láser tridimensional del impacto de un meteorito

GEOLOGÍA

Primer mapa laser tridimensional de un impacto meteorítico. (Imagen: UPM / CSIC)

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han aplicado un láser tridimensional, una técnica no invasiva, para hacer un mapa de los efectos causados en una roca recogida en los alrededores del cráter de impacto meteorítico de Karikkoselkä (Finlandia).
Los meteoritos (fragmentos de asteroides que chocan contra la superficie de la Tierra o de otro cuerpo planetario) son la materia extraterrestre más importante que nos llega desde el espacio por la gran cantidad de información mineralógica que nos proporcionan, a escala parcial y temporal, de los procesos ocurridos en el sistema solar. En la Tierra se han catalogado, hasta el momento, 178 cráteres y estructuras de impacto, con diámetros que varían desde sólo unas decenas de metros hasta más de 100 km. Se calcula que cada año entran en la atmósfera terrestre alrededor de 500 meteoroides mayores de 0,5 kilos, aunque sólo cuatro de ellos se recuperan como meteoritos.
Al colisionar con la Tierra, dejan una serie de huellas mineralógicas, geoquímicas, isotópicas y texturales en los materiales con los que chocan que hace que se puedan identificar y, además, verificar cuándo han ocurrido estos procesos. Por primera vez, investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han empleado el láser tridimensional para hacer un mapa de los efectos causados en una roca por una de estas colisiones.
Este trabajo forma parte del proyecto fin de carrera de José María Hierro, presentado en la ETS de Ingenieros en Topografía, Cartografía y Geodesia, en la titulación de Ingeniero Técnico en Topografía. La investigación ha estado coordinada por la doctora Mercedes Farjas Abadía, catedrática del Departamento Ingeniería Topográfica y Cartografía de la ETSI de Topografía, Geodesia y Cartografía de la UPM, y el doctor Jesús Martínez Frías, experto en geología planetaria del Centro de Astrobiología (CSIC/INTA).
José María Hierro ha aplicado esta tecnología no destructiva a una roca recogida en los alrededores del cráter de impacto meteorítico de Karikkoselkä (Finlandia), con un diámetro de aproximadamente 1,5 km y una profundidad de 150 metros. “Ha sido una gran experiencia el poder aplicar los conocimientos adquiridos durante la carrera a un nuevo campo, ampliando las posibilidades de investigación sobre soportes de documentación métrica”, comenta el investigador.
Gracias a ello se ha obtenido un modelo tridimensional computerizado del material impactogénico y se han realizado estudios topográficos muy detallados, que complementan a los mineralógicos y geoquímicos. Así, se incrementa el volumen de datos sobre el impacto y se puede recrear mediante simulaciones tridimensionales el impacto, el lugar en el que se produjo e incluso el tamaño del meteorito que originó el cráter.
“La experiencia y los estudios previos de Farjas han sido determinantes para realizar con éxito esta investigación de vanguardia cuya próxima aplicación será directamente el análisis de un meteorito”, indica Martínez Frías.
Aunque las técnicas de escaneado láser tridimensional se han utilizado en multitud de disciplinas con objetivos culturales, tecnológicos y científicos, “esta es la primera vez que esta metodología se aplica para analizar morfológicamente este tipo de materiales tan singulares”, destaca la doctora Mercedes Farjas. El artículo de los investigadores españoles se ha publicado en el volumen especial titulado “Depth Map and 3D Imaging Applications: Algorithms and Technologies”, editado por la prestigiosa editorial IGI Global de Pensilvania.

Fuente: UPM

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El astronauta López Alegría deja la NASA

ASTRONÁUTICA

(Foto: NASA)

Miguel López Alegría (Madrid, 1958), el astronauta que más paseos espaciales ha realizado dentro de la NASA, acaba de abandonar la agencia espacial estadounidense. El español también ostenta el récord de protagonizar la misión de vuelo espacial de la agencia que duró más tiempo.
El astronauta Miguel López Alegría, que se incorporó al Centro Espacial Johnson de la NASA en 1992, ha volado en cuatro misiones y ha realizado diez caminatas espaciales durante su carrera, en las que ha empleado más de 67 horas. Sólo ha estado más tiempo el cosmonauta ruso Anatoly Solovyev.
Ahora, 20 años después de su incorporación, abandona la agencia espacial estadounidense. Su último destino en la NASA ha sido servir en el Flight Crew Operations Directorate del Centro Espacial Johnson en Houston (EEUU), como ayudante del director para la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés).
"Mike ha servido fielmente al Flight Crew Operations Directorate durante muchos años", dice Janet Kavandi, la directora de este departamento. “Su singular trayectoria y habilidades diplomáticas han hecho de él un destacado asistente. Su incansable dedicación a la seguridad y bienestar de las tripulaciones de la estación espacial son bien conocidas”.
Durante su carrera, López-Alegría ha pasado más de 257 días en el espacio, incluyendo 215 días como comandante de la Expedición 14 a la ISS, lo que constituye el vuelo espacial más largo realizado por un estadounidense (que también tiene nacionalidad española).
El astronauta voló en tres misiones del transbordador espacial. La primera, la STS-73 en 1995, que se centró en experimentos científicos. Después, trabajó como director de operaciones de la NASA en el centro de entrenamiento para cosmonautas Yuri Gagarin en la ciudad de las estrellas, en Rusia, donde estuvo a cargo del entrenamiento de los astronautas estadounidenses para los vuelos a las estación espacial rusa Mir y la ISS.
Más tarde, López-Alegría voló en la misión STS-92 en el año 2000 y en la STS-113 en 2002, entregando material esencial para el complejo orbital. La expedición 14 en la que actuó como comandante despegó desde el cosmódromo de Baikonur, en Kazajistán, el 18 de septiembre de 2006. Supuso su última misión en el espacio.
Ahora, pasará a presidir la Commercial Spaceflight Federation.

Fuente: SINC

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El mapa más preciso de los campos magnéticos de nuestra galaxia

ASTROFÍSICA

Mapa del cielo del efecto Faraday. (Foto: Max Planck Institute for Astrophysics)

Un equipo internacional que ha combinado en una base de datos numerosas observaciones, ha producido el mapa de más alta precisión hasta la fecha de los campos magnéticos dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
El equipo, formado por una treintena de investigadores y que se apoya en 26 diferentes proyectos, ha creado el mapa mediante la combinación de más de 41.000 mediciones individuales utilizando una técnica de reconstrucción de imágenes única en su clase.
El trabajo se ha dirigido desde el Instituto Max Planck de Astrofísica en Alemania, y entre los especialistas que han participado figura Tracy Clarke, una experta del Laboratorio de Investigaciones Navales de la Marina Estadounidense.
El nuevo mapa de alta precisión no sólo muestra la estructura del conjunto galáctico de campos magnéticos a gran escala, sino que también presenta características locales, a pequeña escala, que ayudarán a los científicos a entender mejor la turbulencia en el gas galáctico.
La Vía Láctea, al igual que las demás galaxias, posee campos magnéticos. Hasta ahora, los científicos han estado desconcertados sobre el origen de estos campos magnéticos galácticos. Se suponía que los campos magnéticos eran creados por procesos en los que se convierte la energía mecánica en energía magnética. El mismo tipo de procesos que se producen en el interior de la Tierra y el Sol.
El mapa que ha creado el equipo dará a los científicos un conocimiento valioso sobre la estructura de los campos magnéticos galácticos en toda la Vía Láctea.
Durante 150 años, los científicos han medido los campos magnéticos cósmicos mediante la observación del Efecto Faraday. Se sabe que cuando la luz polarizada pasa a través de un medio magnetizado, el plano de polarización gira. Este concepto se denomina Rotación Faraday. La fuerza y dirección del campo magnético regula la cantidad de rotación que se produce. Así que los científicos observan esa rotación para investigar las propiedades de los campos magnéticos.

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Obtienen el genoma completo y detallado del Hombre de Denisova

ANTROPOLOGÍA

La cueva de Denisova. (Foto: © MPI for Evolutionary Anthropology)

El Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania, ha completado en alta resolución la secuenciación del genoma del Hombre de Denisova, representante de un grupo asiático de humanos extintos emparentados con los neandertales.
En 2010, Svante Paabo y sus colegas presentaron una versión preliminar del genoma obtenido a partir de un pequeño fragmento del hueso de un dedo descubierto en la Caverna Denisova, ubicada en el sur de Siberia. Las secuencias de ADN mostraron que este individuo provenía de un grupo previamente desconocido de humanos extintos, conocidos ahora como los homínidos de la Caverna Denisova. Junto a los neandertales, estos homínidos son nuestros parientes evolutivos extintos más cercanos.
El equipo del citado instituto alemán ahora ha desarrollado técnicas innovadoras y de alta precisión que le han permitido secuenciar cada posición en el genoma del Hombre de Denisova más de 30 veces, usando ADN extraído de menos de 10 milígramos de hueso de dedo. Matthias Meyer desarrolló las técnicas que hicieron posible esta hazaña tecnológica.
En la versión preliminar anterior publicada en 2010, se determinó cada posición en el genoma sólo dos veces como promedio. Este grado de resolución fue suficiente para establecer el parentesco evolutivo de los homínidos de la Caverna Denisova con los neandertales y los humanos actuales, pero a menudo no permitía a los investigadores estudiar la evolución de partes específicas del genoma.
La nueva versión del genoma hace posible distinguir incluso las pequeñas diferencias entre las copias de los genes que este individuo heredó de su madre y su padre. El grupo de Leipzig ha subido a internet la secuencia completa del genoma del Hombre de Denisova, poniéndolo a disposición de toda la comunidad científica.
Se espera que los biólogos puedan usar este genoma para descubrir cambios genéticos que fueron importantes para el desarrollo inicial de la tecnología y cultura humanas, y que hicieron posible que los humanos anatómicamente modernos partieran de África y se diseminaran rápidamente por todo el mundo, en una expansión iniciada hace unos 100.000 años. Se espera que el genoma revele nuevos aspectos de la historia de los homínidos de la Caverna Denisova y los neandertales.
El hueso del dedo fue descubierto por Anatoly Derevianko y Michail Shunkov de la Academia Rusa de Ciencias en 2008, durante sus excavaciones en la Caverna Denisova, un yacimiento arqueológico único en el mundo, que contiene estratos culturales que indican que la ocupación humana del lugar comenzó hace unos 280.000 años. El hueso del dedo fue encontrado en un estrato cuya antigüedad estimada es de entre 50.000 y 30.000 años aproximadamente.

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