Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 868055 veces)

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Rastrear patrones de emigración a través del flujo de mensajes de correo electrónico

DEMOGRAFÍA

Emigración en Estados Unidos. (Foto: © MPI for Demographic Research)

Por primera vez, está disponible sobre muchos de los países del mundo información migratoria lo bastante homogénea como para permitir hacer comparaciones fiables, gracias a una fuente que habría resultado exótica veinte años atrás pero que hoy goza de una gran implantación: El correo electrónico.
El equipo de Emilio Zagheni, del Instituto Max Planck de Investigación Demográfica (MPIDR) en Rostock, Alemania, ha logrado demostrar la viabilidad del nuevo enfoque y organizar por vez primera una rica base de datos sobre migración al recopilar el flujo global de millones de mensajes de correo electrónico.
Las estimaciones existentes de flujos demográficos frecuentemente están desactualizadas y tienen otros defectos. Los registros oficiales son difíciles de usar por varias razones: Una parte de los emigrantes suelen no registrarse después de trasladarse a un nuevo país, o lo hacen muy tarde. Tampoco hay un acuerdo claro entre las naciones sobre cuándo una persona es realmente un emigrante.
Los datos globales de internet no presentan estos inconvenientes. Una persona está allá desde donde envía sus mensajes de correo electrónico.
Zagheni e Ingmar Weber, de Yahoo! Research, analizaron mensajes de correo electrónico enviados en todo el mundo desde cuentas de Yahoo!, a fin de inferir el lugar de residencia de sus remitentes. Cada dispositivo que envía un mensaje de correo electrónico puede ser localizado geográficamente, al menos en cuanto al país, mediante un código estándar internacional, la dirección IP. Zagheni y Weber realizaron un análisis con los países, los cuales fueron determinados a partir de las direcciones IP de mensajes enviados por 43 millones de propietarios de cuentas de Yahoo! anónimos entre septiembre de 2009 y junio de 2011.
Además de la fecha y el origen geográfico de cada mensaje, los investigadores recopilaron la fecha de nacimiento y el sexo que el remitente ya había proporcionado con anterioridad.
Cuando una persona comenzaba a enviar correos electrónicos de modo permanente desde una nueva ubicación, se asumía que había cambiado de residencia.
De esta manera, Zagheni y Weber pudieron calcular las tasas de migración desde y hacia casi todos los países del mundo. En este estudio sólo se usaron datos anónimos, así que era imposible identificar a los individuos y no se accedió a información sobre los destinatarios, el asunto o el contenido de los mensajes.
Regulando mejor los factores de ajuste y analizando otros datos digitales, como por ejemplo mensajes de Twitter, Zagheni cree que podrían abordarse cuestiones más complicadas. Por ejemplo, se podría hacer un seguimiento de los patrones de movilidad a corto y largo plazo antes y después de una catástrofe como la de los reactores nucleares de Fukushima Daiichi en Japón.

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Se acercan siete minutos de pánico en Marte

ASTRONÁUTICA

El rover Curiosity colgará de una plataforma con grúas y cables. (Imagen: NASA / JPL-Caltech)

El vehículo Curiosity de la NASA aterrizará en Marte el próximo lunes para estudiar la habitabilidad del planeta rojo, una tarea en la que participará un instrumento español. El rover se posará mediante un complejo sistema de grúas y otros dispositivos que se prueban por primera vez, y los científicos cruzan los dedos para que todo salga bien durante, lo que han denominado, “los siete minutos de terror”.
El vuelo de la misión Mars Science Laboratory (MSL) de la NASA se aproxima a Marte sin novedad tras la corrección de trayectoria del pasado fin de semana, la cuarta desde que la nave despegó de la Tierra en noviembre de 2011.
En su interior viaja el rover Curiosity, un vehículo provisto de diez instrumentos –incluido uno español– para analizar el potencial del planeta rojo como hábitat para la vida. Aterrizará sobre las 07h30 del lunes (hora peninsular española) en el cráter Gale.
"Este aterrizaje es la misión más dura que jamás ha intentado la NASA a lo largo de la historia de la exploración planetaria con robots", destaca John Grunsfeld, del Directorio de Misiones Científicas de la agencia espacial estadounidense.
El periodo más crítico durará, aproximadamente, siete minutos, bautizados por los técnicos de la NASA como “los siete minutos de terror". Durante este tiempo la nave que transporta el rover , que llegará a unos 5.900 metros/segundo, deberá reducir su velocidad para permitir que este ‘amartice’ a unos 0,75 metros/segundo.
“Esos siete minutos representan el momento más crítico de la misión, porque se tienen que producir una serie de pasos perfectamente sincronizados, y cualquier error puede conducir a un aterrizaje más violento del esperado o en un lugar distinto del previsto”, explica a SINC Javier Gómez-Elvira, director del Centro de Astrobiología (INTA-CSIC) e investigador principal del instrumento español REMS, la estación medioambiental del rover.
El aterrizaje de Curiosity está completamente automatizado y desde la Tierra solo se podrán detectar las señales que informen de la evolución del proceso. El vehículo va plegado dentro de la sonda MSL, que soltará un paracaídas a unos 11 km. Después, a una altura de unos 8 km, se desprenderá el escudo térmico protector durante la entrada en la atmósfera.
Aunque el rover lleva los diez instrumentos científicos, durante el descenso y aterrizaje operará uno adicional: MEDLI (MSL Entry, Descent and Landing Instrumentation), que recogerá datos valiosos para diseñar las futuras misiones al planeta rojo.
Cuando la nave esté a 1,6 kilómetros de la superficie, se soltará su armazón junto al paracaídas. Es entonces cuando entra en acción una espectacular plataforma-grúa equipada con retrocohetes. A unos 20 metros dejará caer el rover, que durante unos instantes quedará suspendido por cables hasta posarse en el suelo sobre sus seis ruedas.
Una vez que toque la superficie de Marte, unas cargas explosivas cortarán los cables y la grúa saldrá disparada para caer a varios kilómetros de distancia. El rover habrá llegado a su destino, aunque los científicos no respirarán tranquilos hasta que las señales, que recibirán en unos 14 minutos, confirmen que todo ha ido bien.
Las tres antenas de la ‘red de espacio profundo’ de la NASA –una en Robledo de Chavela (Madrid), otra en Camberra (Australia) y una tercera en el desierto de Mojave (EEUU)– estarán especialmente pendientes para recoger los datos y enviarlos al Jet Propulsion Laboratory (JPL) en Pasadena, desde donde se coordina la misión.
En España, el equipo del CAB y la empresa CRISA que ha desarrollado la estación medioambiental REMS (Rover Environmental Monitoring Station) seguirá con mucho interés el aterrizaje. Se trata del primer instrumento español que viaja a Marte y ahora está en juego mucho esfuerzo y años de trabajo.
Este instrumento registrará –al nivel de la superficie del planeta– la temperatura del aire y del suelo, la presión, la humedad relativa, la velocidad y dirección del viento y la radiación ultravioleta.
“De momento, a lo largo del vuelo, hemos efectuado dos pruebas en REMS y los parámetros recogidos son los esperados”, confirma Gómez-Elvira que, como el resto del equipo, confía en un final feliz para el aterrizaje del Curiosity.

Fuente: CAB/NASA/SINC

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Explicación evolutiva de la predisposición a la diabetes de ciertas poblaciones de nativos americanos

ANTROPOLOGÍA

Nativos americanos en 1874. (Foto: John K. Hillers)

Algunas poblaciones de nativos americanos tienen tasas de incidencia de diabetes tipo 2 que figuran entre las más elevadas de las de todos los grupos étnicos. En algunas poblaciones, hasta la mitad de los adultos padece la enfermedad.
Los científicos han barajado desde hace mucho tiempo la hipótesis de que las altas tasas de diabetes en diversas poblaciones de nativos americanos pueden tener sus raíces en el pasado evolutivo de dichos pueblos. Ciertos genes, que ayudaron a los cazadores-recolectores de la antigüedad a almacenar grasa en sus cuerpos para afrontar retos ambientales, siendo supuestamente el mayor de todos ellos la supervivencia durante épocas de hambruna, pueden estar promoviendo la diabetes en los tiempos modernos de mayor disponibilidad de alimentos.
Un nuevo análisis de heces fósiles encontradas en una cueva de Arizona sugiere sin embargo que la evolución de esos genes para almacenar grasa tuvo poco que ver con las hambrunas y mucho con el tipo de alimentación que durante un largo tiempo tuvieron esas poblaciones de la antigüedad.
La investigación llevada a cabo por el equipo de Karl Reinhard, arqueólogo en la Universidad de Nebraska-Lincoln, muestra que los cazadores-recolectores prehistóricos en el sudoeste vivían principalmente de una dieta muy alta en fibra, baja en grasa, y compuesta casi por completo de alimentos con índices glucémicos bajísimos. Esa dieta por sí sola, en opinión de los autores del estudio, podría haber bastado para que esos genes de acaparación de grasa prosperasen y se asentaran con firmeza en la población.
Las conclusiones de la investigación se basan en análisis de coprolitos, que es como se les llama técnicamente a las heces fosilizadas. Analizar coprolitos puede revelar con notable precisión lo que comieron los sujetos.
Durante años, Keith Johnson, arqueólogo en la Universidad Estatal de California en Chico, ha dirigido excavaciones en la Cueva del Antílope, la citada caverna profunda ubicada en el norte de Arizona, justo en la frontera con St. George, en Utah. Johnson y otros arqueólogos han recolectado cerca de 200 coprolitos en dicha cueva. Durante cuatro milenios, la caverna ha sido el hogar de gentes de diversas culturas.

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¿Grietas en el Modelo Estándar de la Física de Partículas?

FÍSICA

Nuevos datos del experimento BaBar parecen indicar que existen posibles fallos en el Modelo Estándar de la Física de Partículas. (Foto: Greg Stewart, SLAC National Accelerator Laboratory)

Nuevos datos del experimento BaBar, una colaboración internacional que tiene su sede en California, Estados Unidos, fueron analizados recientemente y los resultados obtenidos parecen indicar que existen posibles fallos en el Modelo Estándar de la Física de Partículas, teoría que hasta el momento es la que explica mejor cómo funciona el universo a escalas subatómicas.
Los datos provenientes del BaBar, un acelerador de partículas construido por diez países entre los que se encuentra el Reino Unido, muestran claramente que un tipo particular de desintegración de partículas ocurre de manera más frecuente que lo predicho por el Modelo Estándar. El Reino Unido, representado por la Universidad Queen Mary de Londres, formó parte de un comité interno que revisó los resultados.
Aunque el nivel de certeza en la diferencia encontrada no es suficiente para demandar aún una revisión del Modelo Estándar, los resultados son una señal de que algo no encaja, lo que es posible que tenga cierto impacto sobre las teorías existentes.
Fergus Wilson, uno de los analistas, y científico del Laboratorio Rutherford Appleton (del STFC) en Oxfordshire, Reino Unido, lo explica de manera bastante contundente: "Nuestra teoría actual acerca de las fuerzas fundamentales del universo, formulada hace cerca de 40 años, está empezando a mostrar señales de fracaso. Pero resulta igual de impactante el hecho de que las nuevas mediciones sugieren que cualquier teoría que vaya a reemplazarla tendrá que ser más exótica y compleja de lo que podíamos esperar o imaginar. Aunque no debemos saltar precipitadamente a conclusiones basadas en un solo experimento, este nuevo resultado es uno de lo más convincentes que hemos visto. Y está en la línea de indicios previos que ya hicimos públicos recientemente, todo lo cual apunta en la misma dirección".
El experimento BaBar fue diseñado para explorar diversos misterios de la física de partículas, como por ejemplo el motivo de que el universo contenga materia, pero nada de antimateria más allá de la existencia fugaz de antipartículas creadas en fenómenos del altas energías.
Otros datos de la colaboración BaBar, en la que trabajan científicos de 75 instituciones de Canadá, Francia, Alemania, Italia, Noruega, Rusia, España, el Reino Unido y Estados Unidos, ya ayudó a confirmar en su día una teoría sobre la materia y la antimateria que les valió recibir el Premio Nobel de Física a dos investigadores en 2008.

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El reino animal surgió antes de lo creído

PALEONTOLOGÍA

Los rastros fósiles. (Photo: Richard Siemens)

El hallazgo en Uruguay de evidencias de la existencia de animales hace 585 millones de años, hace retroceder 30 millones de años en el pasado la época más antigua de la que se tiene constancia de vida animal.
Este descubrimiento es obra del equipo de los geólogos Ernesto Pecoits y Natalie Aubet, de la Universidad de Alberta en Canadá.
Ellos encontraron rastros fosilizados, propios de un animal comparable a una babosa, dejados hace 585 millones de años en un sedimento cenagoso.
El equipo determinó que estas huellas fueron producidas por un animal primitivo.
Los rastros fosilizados indican que la musculatura del animal, de cuerpo blando, le permitía moverse a través del sedimento sobre el fondo oceánico poco profundo.
El patrón de movimiento sugiere la existencia de una adaptación evolutiva para buscar alimento, el cual debió haber sido materia orgánica en el sedimento.
Antes del hallazgo de estas huellas y de su datación, el indicio más antiguo de vida animal era el de un hallazgo hecho en Rusia cuya datación arrojó 555 millones de años de antigüedad.
En la nueva investigación también han trabajado Kurt Konhauser, Larry Heaman, Richard Stern y Murray Gingras, todos de la Universidad de Alberta en Canadá.

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El cohete Ariane-5 VA208 lanza dos satélites de comunicaciones

(Foto: ESA/CNES/Arianespace/Optique Video du CSG)

Despegando puntualmente desde su base en Kourou, en la Guayana Francesa, un cohete Ariane-5ECA partió el 2 de agosto, a las 20:54 UTC, con dos satélites de comunicaciones a bordo. La carga fue situada en la ruta de transferencia geoestacionaria prevista.
La misión VA208 situó 10,2 toneladas en el espacio, un nuevo récord para este vehículo en este tipo de órbita, en este vuelo que representa el número 50 consecutivo con éxito. Por un lado, el satélite Intelsat IS-20 pesó 6.094 kg al despegue. Propiedad de la compañía Intelsat y construido por la estadounidense Space System/Loral sobre una plataforma LS-1300, transporta 24 repetidores en banda C, 54 en banda Ku y 1 en banda Ka. Será instalado en la posición geoestacionaria 68,5 grados Este, donde operará durante 15 años proporcionando servicios de televisión directa, telecomunicaciones y datos.
Por otro lado, el Hylas-2 es un satélite propiedad de la compañía británica Avanti Communications de 3.311 kg de peso. Ha sido construido por OSC sobre una plataforma Star-2.4 y dispone de 24 repetidores en banda Ka. Trabajará dando servicios de comunicaciones de datos tanto a Europa como a África y Oriente Medio
Esta ha sido la cuarta misión de un cohete Ariane-5 este año, gestionado por la empresa Arianespace.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=eEhA0cLXlvI[/youtube]

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Un tipo de batería eléctrica recargable de más de cien años atrás podría renacer para diversas aplicaciones

INGENIERÍA

Batería de Edison ultra-rápida. (Foto: Hialiang Wang, Stanford University)

Cada década, muchas tecnologías se quedan obsoletas, en algunos casos incluso antes de haber logrado tener un claro uso práctico. En contadas ocasiones, sin embargo, algunas de ellas vuelven a la vida bastante tiempo después, cuando se les descubren nuevas aplicaciones o cuando se logra dar con una solución viable para sus desventajas técnicas.
Ahora, podría tal vez haberle llegado una oportunidad de resucitar a la vieja batería eléctrica recargable de Thomas Edison, desarrollada hace más de un siglo.
Un equipo de científicos de la Universidad de Stanford en California ha insuflado nueva vida a la añeja batería recargable de níquel-hierro.
Diseñada en la primera década del siglo XX para suministrar energía a vehículos eléctricos, la batería de Edison cayó en desuso en la década de 1970. Actualmente, sólo un pequeño número de compañías fabrican las baterías de níquel-hierro, principalmente para almacenar la electricidad sobrante de los paneles solares y las turbinas eólicas.
La batería de Edison es muy duradera pero tiene varias desventajas, tal como señala el químico Hongjie Dai de la universidad antes mencionada. Una batería típica de esta clase puede requerir muchas horas para cargarse, y la velocidad de descarga también es muy lenta.
Ahora, Dai y sus colegas en Stanford han mejorado sustancialmente el rendimiento de esta tecnología de un siglo de antigüedad. Estos investigadores han creado una batería de níquel-hierro ultrarrápida que puede cargarse por completo en aproximadamente 2 minutos y, si es necesario, descargarse en menos de 30 segundos.
El equipo de Dai y Hailiang Wang ha aumentado la velocidad de carga y descarga en casi mil veces.
Con este perfeccionamiento, la batería, barata y de alto rendimiento, puede que algún día se use para ayudar a energizar a los vehículos eléctricos, de un modo no muy distinto a como pensó Edison originalmente.
Edison, aunque muy cuestionado en años recientes por sus métodos, sí fue al menos un visionario indiscutible en muchas áreas de la tecnología. Por ejemplo, fue uno de los primeros defensores de los vehículos propulsados exclusivamente por electricidad, y eso le movió a empezar comercializar la batería de níquel-hierro. Se usó en primitivos automóviles eléctricos aproximadamente hasta 1920. La larga vida y la alta fiabilidad de la batería la convirtieron en una popular fuente auxiliar de energía para el sector ferroviario, en sitios aislados como minas, y para otros sectores industriales, hasta que a mediados del siglo XX se inició su declive.
Edison creó la batería del níquel-hierro como una alternativa barata a las corrosivas baterías de plomo-ácido. Su diseño básico consiste en dos electrodos (un cátodo hecho de níquel y un ánodo hecho de hierro) bañados en una solución alcalina. Y muy importante: tanto el níquel como el hierro son elementos abundantes en la Tierra y de bajo peligro tóxico.
Durante mucho tiempo, el carbono se ha usado para incrementar la conductividad eléctrica de los electrodos. Para mejorar el rendimiento de la batería de Edison, el equipo de la Universidad de Stanford usó grafeno (láminas de carbono de dimensiones nanométricas y de sólo un átomo de espesor) y nanotubos de carbono de pared múltiple, cada uno conformado por aproximadamente 10 hojas concéntricas de grafeno enrolladas una sobre otra.
Valiéndose de una nueva técnica basada en estos componentes, el equipo de investigación ha conseguido que las cargas eléctricas se muevan mucho más rápido entre los electrodos y el exterior. El resultado es una versión ultraveloz de la batería de níquel-hierro, capaz de cargarse y descargarse en un intervalo muy corto de tiempo.
La batería prototipo de 1 voltio desarrollada en el laboratorio de Dai sólo tiene suficiente energía para alimentar una linterna eléctrica. La meta de los investigadores es fabricar una batería más grande que podría usarse para el almacenamiento de electricidad en infraestructuras de redes de suministro eléctrico, así como para muchas otras aplicaciones.
En cuanto a su uso en automóviles eléctricos, la batería de Edison perfeccionada no es probablemente la opción idónea para energizar en exclusiva a un vehículo eléctrico, debido a que su densidad de energía no es la ideal. Sin embargo, la batería podría ser un componente apropiado para por ejemplo permitir a los vehículos eléctricos acelerar con una rapidez comparable a los de gasolina.

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Software de hipervisión para procesar video y hacer visible lo invisible

COMPUTACIÓN

Amplificación del color de la piel. (Foto: Michael Rubinstein)

Un nuevo y espectacular software amplifica variaciones en cuadros (fotogramas) de vídeo sucesivos, variaciones que son imperceptibles a simple vista. Así, el software permite cosas que pocos años atrás eran exclusivas de la ciencia-ficción, por ejemplo "ver" el pulso de una persona a medida que la piel se enrojece y palidece con el flujo de la sangre.
El sistema es en cierto modo comparable a un ecualizador de sonido, el cual refuerza algunas frecuencias y atenúa otras, sólo que la frecuencia usada en el nuevo sistema de hipervisión es la de los cambios de color en una secuencia de "fotogramas" de vídeo, y no la frecuencia de una señal de audio.
En su versión prototipo, el software permite al usuario especificar el rango de frecuencias de interés y el grado de amplificación. El software trabaja en tiempo real y muestra tanto el vídeo original como la versión modificada de éste, con los cambios amplificados.
Este asombroso software es obra de un equipo de investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL), dependiente del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos.
El equipo de Michael Rubinstein, Hao-Yu Wu, Eugene Shih, William Freeman, Fredo Durand y John Guttag vislumbra muchas aplicaciones potenciales para su software. Una de las más inmediatas podría ser la monitorización sin contacto físico de los signos vitales de pacientes en hospitales. Amplificar una serie de frecuencias permitiría medir la frecuencia del pulso a partir de cambios sutiles en la coloración de la piel. Amplificar otra serie de frecuencias permitiría monitorizar la respiración. Este enfoque podría ser particularmente útil con bebés nacidos prematuramente o que requieran de atención médica temprana. Sus cuerpos son tan frágiles que lo deseable es colocarles la menor cantidad posible de sensores.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=sVlC_-e-4yg&feature=player_embedded[/youtube]

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Sistema para generar hasta el doble de electricidad a partir del oleaje

INGENIERÍA

La electricidad obtenida a partir del oleaje marítimo podría duplicarse usando un nuevo método para predecir la energía de las olas. Así se desprende de los resultados de una nueva investigación, la cual podría sentar las bases para lograr avances significativos en el uso de la energía marina renovable, haciéndola una fuente más viable de electricidad.
El estudio lo ha llevado a cabo un equipo de matemáticos e ingenieros de la Universidad de Exeter en el Reino Unido y la de Tel Aviv en Israel. Ellos inventaron un método para predecir con precisión la energía de la próxima ola, con el objetivo de hacer más eficiente la generación de electricidad a partir de la energía mecánica del oleaje, alcanzando tanto como el doble de la electricidad que actualmente es posible generar con los sistemas convencionales de generación eléctrica a partir del oleaje.
En naciones insulares como el Reino Unido, la energía marina podría aportar un porcentaje importante de la electricidad consumida. En el litoral de otros países también tendría un notable protagonismo local.
Sin embargo, las tecnologías para extraer y convertir la energía del mar están relativamente inmaduras en comparación con las utilizadas para generar electricidad a partir de la energía solar o la eólica, y por eso la electricidad generada a partir del oleaje todavía no es comercialmente competitiva sin la ayuda de las subvenciones. Ya se han logrado progresos sustanciales en estos dispositivos, pero siguen existiendo desafíos importantes. Los dos principales son: impedir que los dispositivos sean dañados por el ambiente marino hostil, y mejorar la eficiencia de la captura de la energía portada por las olas.
Esta nueva investigación se ha centrado en resolver ambos problemas mediante la estrategia de permitir un control preciso sobre los dispositivos que extraen la energía de las olas. La clave de esto es lograr que los dispositivos predigan con precisión la energía de la próxima ola y se preparen de modo específico para recibir su embate.
El nuevo sistema diseñado por el equipo de Guang Li y Markus Mueller permite hacer esta predicción con un alto porcentaje de aciertos. Esta información permite que un programa controle activamente la respuesta requerida para una ola de un tamaño particular. Como el dispositivo responde apropiadamente a la fuerza de la próxima ola, se puede extraer de ella el máximo posible de energía y además el dispositivo tiene muchas menos probabilidades de resultar dañado por una embestida inesperada. Esto último haría innecesario desactivar el aparato generador ante una tormenta, a diferencia de lo que ocurre hoy en día.
La Universidad de Exeter está colaborando con la empresa Ocean Power Technologies, uno de los principales diseñadores de dispositivos de generación de electricidad a partir de las olas, para aplicar de forma práctica los resultados de esta investigación y perfeccionar la tecnología. Estos planes futuros cuentan con el apoyo del Séptimo Programa Marco de la Unión Europea.

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Sistema deletreador por escaneo cerebral para conversar con gente muda y paralizada

INGENIERÍA

El nuevo sistema se basa en escanear el cerebro mientras el sujeto procura generar las señales mentales correspondientes a cada letra. (Imagen artística: Amazings / NCYT / MMA / JMC)

Unos investigadores han inventado un dispositivo que podría permitir a personas mudas y paralizadas afrontar una conversación no planificada de antemano.
La clave de esa comunicación es el primer deletreador por escaneo cerebral en tiempo real.
La nueva tecnología se basa en novedosos usos previos de los escaneos cerebrales por fMRI (resonancia magnética funcional por imágenes) para evaluar el estado de conciencia en personas diagnosticadas con estado vegetativo de inconsciencia, y para permitir que éstas respondieran a preguntas del tipo contestable con "sí" o "no". La fMRI se usa normalmente con fines clínicos y de investigación, para rastrear la actividad cerebral al medir el flujo sanguíneo.
"El trabajo de Adrian Owen y otros colegas me llevó a preguntarme si incluso sería posible usar fMRI, tareas mentales, y diseños experimentales adecuados, para codificar libremente pensamientos, letra por letra, y con ello hacer posible una comunicación bidireccional en ausencia de conducta motora", explica la investigadora Bettina Sorger de la Universidad de Maastricht en los Países Bajos.
Los resultados del trabajo de ella y su equipo, anunciados a través de la revista académica Current Biology, publicada por Cell Press, muestran que la respuesta a esa pregunta es Sí. El equipo de Sorger desarrolló una técnica de codificación de letras que casi no requiere de entrenamiento previo. Los participantes en su estudio seleccionaban a voluntad letras en una pantalla. Para que pudieran seleccionar cada carácter específico, a los participantes se les pedía realizar una tarea mental particular durante un período de tiempo determinado. Eso producía 27 patrones cerebrales distintos que se correspondían con cada letra del alfabeto y el equivalente a la barra espaciadora, los cuales podían ser decodificados automáticamente en tiempo real usando métodos de análisis de datos desarrollados recientemente.
En cada experimento de comunicación, los participantes sostuvieron una miniconversación consistente en dos preguntas no decididas previamente, y sus correspondientes respuestas. Todos los participantes evaluados fueron capaces producir respuestas exitosamente en una sola sesión de una hora.

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Detectan colisiones anómalas en una conocida reacción química

QUÍMICA

(Imagen: UCM)

Una investigación internacional, en la que ha participado la española Universidad Complutense de Madrid, presenta en la revista Science algunas anomalías de una reacción elemental en química: la que ocurre entre el hidrógeno y el deuterio. Mediante cálculos cuánticos, los científicos han podido explicar las extrañas colisiones que se producen entre las moléculas.
Los científicos de la Universidad Complutense de Madrid y otros centros internacionales han desentrañado los mecanismos de colisión entre el hidrógeno (H) y el deuterio (D, un isótopo del hidrógeno con prácticamente el doble de su masa). En concreto, el intercambio isotópico H+D2 para dar HD+D, donde se producen colisiones ‘anómalas’.
Esta reacción ha jugado un papel fundamental en el estudio de la dinámica de reacciones químicas y, a pesar de su aparente simplicidad, es un paradigma y banco de pruebas para los químicos. Ahora, los investigadores han observado en qué direcciones del espacio salen despedidos los productos (HD y D) y en qué ‘estado cuántico rotacional’ lo hacen. De esta forma han podido analizar el mecanismo de reacción.
Los experimentos se realizaron en la Universidad de Stanford (utilizando haces moleculares y un sistema de láseres) a una energía de colisión de 1,97 eV (equivalente a la energía media térmica en colisiones a 15.000 K), con la que se producía HD en estados ‘vibracionalmente muy excitados’.
Cuando se medía cómo salían dispersadas las moléculas de HD en estos estados se observó algo sorprendente que violaba la regla: cuanto mayor era la excitación rotacional mayor era el ángulo de dispersión (más ‘hacia atrás’ se iban).
Lo habitual es que, como ocurre con las bolas de billar, las colisiones frontales den lugar a productos que emergen en la dirección opuesta a la incidente, mientras que las de ‘refilón’ los envíen más o menos perpendiculares a la incidente.
Para desentrañar el misterio, y comprobar el origen de este efecto, se llevaron a cabo cálculos cuánticos rigurosos en una superficie de potencial muy precisa para simular los experimentos, siendo ambos resultados coincidentes.
Con el fin de determinar si este efecto tenía un origen puramente cuántico, se llevaron a cabo, además, cálculos más ‘clásicos’ en los que el movimiento de los núcleos se considera que sigue el comportamiento de la mecánica newtoniana. Aunque de manera aproximada, estos cálculos tenían el mismo patrón que los resultados cuánticos exactos, descartando, por tanto, efectos puramente cuánticos.
La razón que se propone para explicar la discrepancia es, según los investigadores, la siguiente: “Para producir HD vibracionalmente excitado se requiere sobrepasar una barrera centrífuga a lo largo del camino de reacción, por lo que sólo aquellas colisiones que se producen con bajos parámetros de impacto son efectivas para dar lugar a la reacción”.
Al aumentar la energía rotacional de los productos, las moléculas de HD formadas salen con una energía de traslación ínfima (toda la energía es interna), y la barrera centrífuga se hace mayor haciendo que sólo parámetros de impacto muy bajos den lugar a la reacción.
Pero parámetros de impacto bajos dan lugar a colisiones frontales en las que los productos salen dispersados en la dirección opuesta a la incidente. Así, al aumentar la excitación rotacional de los productos las moléculas de HD salen cada vez más en la dirección opuesta a la del átomo H incidente.

Fuente: Universidad Complutense de Madrid

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Las estrellas más brillantes no viven solas

ASTRONOMÍA

(Foto: ESO/M. Kornmesser/S.E. de Mink)

Un nuevo estudio llevado a cabo utilizando el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, muestra que la mayor parte de las estrellas masivas muy brillantes, las cuales provocan la evolución de las galaxias, no viven solas. Se ha descubierto que, al menos tres de cada cuatro de estas estrellas, tienen una compañera cercana, muchas más de las que en un principio se creía. Sorprendentemente, muchas de esas parejas también están interactuando, generando capítulos de inestabilidad, tales como transferencia de masa de una estrella a la otra, e incluso se cree que alrededor de un tercio de ellas acabarán fundiéndose, formando una sola. Los resultados se publicaron en el número del 27 de julio de 2012 de la revista Science.
El Universo es un lugar plagado de diversidad, y hay muchas estrellas diferentes a nuestro Sol. Un equipo internacional ha utilizado el VLT para estudiar unas estrellas conocidas como “de tipo O”, que tienen unas temperaturas muy altas, así como mucha masa y un gran brillo. Estas estrellas tienen vidas muy cortas y violentas y juegan un papel clave en la evolución de las galaxias. También están relacionadas con fenómenos extremos como los estallidos de rayos gamma o las denominadas “estrellas vampiro”, donde una compañera de menor tamaño absorbe la materia de la superficie de su vecina, de mayor tamaño.
“Estas estrellas son auténticos monstruos”, afirma Hugues Sana (Universidad de Ámsterdam, Países Bajos), quien lidera este trabajo. “Tienen 15 o más veces la masa de nuestro Sol y pueden superar su brillo en más de un millón de veces. Estas estrellas están tan calientes que brillan con una intensa luz blanquiazul y tienen temperaturas superficiales de 30.000 grados Celsius”.
Los astrónomos estudiaron un conjunto de estrellas individuales de tipo O y parejas de estrellas (binarias), situadas en seis cúmulos cercanos de estrellas jóvenes en la Vía Láctea. La mayor parte de las observaciones de este estudio se obtuvieron utilizando telescopios de ESO, entre otros el VLT.
Analizando en profundidad la luz proveniente de estos objetos, el equipo descubrió que el 75% de todas las estrellas de tipo O se encuentran en sistemas binarios, una proporción mayor de la estimada hasta el momento y la primera determinación numérica precisa. Aún más importante incluso: encontraron que la proporción de estas parejas que se encuentran lo suficientemente cerca como para interactuar (ya sea por fusiones estelares o por transferencia de masa en las denominadas “estrellas vampiro”), es mucho mayor de lo que se había pensado hasta el momento, lo cual tiene profundas implicaciones en nuestra comprensión de la evolución de las galaxias.
Las estrellas de tipo O constituyen tan sólo una fracción del porcentaje total de estrellas en el universo, pero los violentos fenómenos asociados a su presencia implican un efecto desproporcionado en su entorno. Los vientos y choques provocados por estas estrellas pueden tanto desencadenar como frenar la formación estelar, su radiación alimenta el resplandor de las brillantes nebulosas, sus supernovas enriquecen las galaxias con elementos pesados cruciales para la vida, y están asociadas con los estallidos de rayos gamma, uno de los fenómenos más energéticos del universo. Por tanto, las estrellas de tipo O están implicadas en muchos de los mecanismos que desencadenan la evolución de las galaxias.
“La vida de una estrella se ve profundamente influenciada por el hecho de tener a otra estrella cerca”, afirma Selma de Mink (Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, - Space Telescope Science Institute-, EE.UU.), coautora del estudio. “Si dos estrellas orbitan muy cerca la una de la otra, pueden llegar a fundirse. Pero incluso si esto no ocurre, es común que una de las estrellas atraiga material de la superficie de su compañera”.
El equipo estima que la fusión entre estrellas, un fenómeno violento, puede ser el destino final de entre un 20 y un 30 por ciento de las estrellas de tipo O. Pero incluso un escenario más moderado como el de las estrellas vampiro, que alcanza a un 40-50% de los casos, tiene profundos efectos en la evolución de estas estrellas.
Hasta el momento, los astrónomos consideraban que, en su mayor parte, las estrellas binarias masivas que orbitaban muy cerca la una de la otra eran una excepción, algo que explicaba fenómenos exóticos como las binarias de rayos X, púlsares dobles y binarias de agujeros negros. El nuevo estudio muestra que, para interpretar correctamente el universo, no se puede hacer esta simplificación: estas parejas de estrellas pesadas no son sólo muy comunes, sino que sus vidas son diferentes a las de las estrellas individuales.
Por ejemplo, en el caso de las estrellas vampiro, la estrella más pequeña, de menor masa, rejuvenece a medida que absorbe el hidrógeno fresco de su estrella compañera. Su masa aumentará substancialmente y sobrevivirá a su compañera, viviendo más tiempo que una estrella individual de la misma masa. La estrella víctima, mientras tanto, perderá sus capas antes de tener la oportunidad de convertirse en una luminosa estrella roja supergigante. En su lugar, su caliente núcleo azul quedará al descubierto. El resultado es que la población de estrellas de una galaxia distante puede parecer mucho más joven de lo que es en realidad: ambas, las estrellas vampiro rejuvenecidas, y las víctimas empequeñecidas, se vuelven más calientes y más azules, imitando la apariencia de estrellas más jóvenes. Conociendo la proporción real de estrellas binarias masivas que interactúan es crucial para caracterizar correctamente estas galaxias distantes.
“La única información que tienen los astrónomos sobre galaxias distantes viene de la luz que llega a nuestros telescopios. Sin aceptar supuestos sobre cuál es el origen responsable de emitir esa luz, no podemos sacar conclusiones sobre la galaxia, como determinar cuán masiva es o cuál puede ser su edad. Este estudio demuestra que aceptar el supuesto de que la mayor parte de las estrellas son individuales puede llevarnos a conclusiones erróneas”, concluye Hugues Sana.
Para comprender la magnitud de estos efectos, y cuánto puede cambiar esta nueva perspectiva nuestra visión de la evolución de las galaxias, serán necesarios más estudios. Modelar estrellas binarias es complicado, por lo que llevará tiempo antes de que todas estas consideraciones se incluyan en modelos de formación de galaxias.

Fuente: ESO

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¿Cómo ser una especie invasora con éxito?

BIOLOGÍA

La cotorra argentina o Myiopsitta monachus,originaria de Sudamérica, se ha introducido en numerosos países. (Imagen: Cláudio Timm)

Investigadores españoles han descifrado las características del ciclo vital de una especie invasora de éxito. El trabajo, publicado ahora en Science, demuestra por primera vez que el proceso de invasión no depende tanto de la capacidad reproductiva de la especie, sino de características relacionadas con el estilo de vida y el comportamiento del animal en el nuevo hábitat.
El estudio realizado por científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF) y la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) revela en Science las claves del éxito de las especies invasoras en sus nuevos entornos.
"La capacidad de exploración del nuevo territorio, el reparto de episodios reproductivos, el tamaño de las nidadas o el talento para ajustar el comportamiento a las nuevas condiciones del entorno, son factores determinantes que asegurarán el éxito de una especie invasora”, afirma Daniel Sol, uno de los autores del trabajo e investigador del CSIC.
El estudio aborda esta cuestión en especies de aves invasoras. Para ello el equipo recopiló información histórica de introducciones deliberadas o accidentales de aves en diferentes regiones del planeta. De las 2.760 introducciones analizadas, un 47% de las especies se había establecido con éxito.
En la mayoría de estas introducciones, analizadas a través de modelos estadísticos, se han comprobado unos patrones similares: las especies exóticas que se establecían con éxito no tenían una tasa de reproducción muy elevada, sino que repartían los eventos de reproducción en más intentos en lugar de apostar por pocos de ellos muy productivos.
"Si una invasora que llega a un nuevo territorio se dedica a explorar, y deja para más adelante la reproducción, en un cierto tiempo habrá localizado las principales fuentes de recursos (agua y comida), los enemigos más habituales y los demás peligros del entorno”, indica Sol.
Toda esta información del ambiente permitirá al animal ajustar su comportamiento, mejorar el rendimiento en la explotación de los recursos y evitar a los enemigos. “En definitiva, le proporcionará una mayor esperanza de vida y le permitirá decidir cuál es el mejor momento para tener descendencia”, informa el investigador quien añade que aunque deje para más tarde el tema de la descendencia, “tendrá muchas más garantías de sobrevivir cuando llegue”.
Hasta ahora, la hipótesis más generalizada afirmaba que las invasoras de mayor éxito se reproducían mucho una vez que llegaban a un nuevo ambiente. Los científicos creían que al aumentar el número inicial de individuos, la especie tenía más posibilidades de escapar de los peligros que amenazan las poblaciones pequeñas, y de poder desarrollar así una población persistente.
Sin embargo, este artículo demuestra que, aunque el crecimiento demográfico rápido puede ser ventajoso en determinadas circunstancias, de forma general las invasoras de éxito se caracterizan por tener un ciclo vital en el que el tiempo para reproducirse es flexible.
Los autores demuestran que reproducirse muy rápido puede ser a priori favorable, pero esta capacidad se ve rápidamente contrarrestada. Una especie que solo se reproduce es “muy vulnerable” porque “no puede dedicar tiempo a conocer el nuevo entorno y buscar estrategias para adaptarse a las nuevas amenazas”, señalan.
Así pues, la investigación no invalida esta hipótesis sino que sugiere que el hecho de aumentar la población de forma muy rápida sólo es ventajoso cuando la población inicial es muy pequeña y cuando los nuevos ambientes no son muy peligrosos.
La erradicación y el control de las invasoras una vez establecidas es muy costoso. Por ello, “es importante predecir qué especies tienen un riesgo potencial de ser invasoras de éxito y distinguirlas de las que son inocuas”, apuntan.
De esta forma, se podrían desarrollar políticas de importación y venta de especies exóticas, y diseñar sistemas de detección y erradicación temprana de especies particularmente problemáticas.

Fuente: CSIC / CREAF

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Posible paso de una concentración de materia oscura por el disco de nuestra galaxia

ASTROFÍSICA

Distribución de masa esperada (izquierda) y la real observada (derecha). (Foto: Fermilab)

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, es una gran galaxia espiral rodeada de docenas de galaxias satélite más pequeñas. Los científicos han teorizado, desde hace tiempo, que en ocasiones estos satélites pasan a través del disco de la Vía Láctea, lo cual perturba al satélite en cuestión y también al disco.
Unos astrónomos han descubierto lo que podría ser una prueba de un encuentro de esa clase o similar, que se produjo cerca de la posición ocupada por nuestro sistema solar en la galaxia y hace relativamente poco tiempo, al menos en el sentido cosmológico.
El equipo de Larry Widrow, de la Queen’s University en Canadá, y Susan Gardner de la Universidad de Kentucky en Estados Unidos, ha encontrado evidencias de que nuestra Vía Láctea tuvo un encuentro con una galaxia pequeña o con una gran estructura de materia oscura, tal vez tan recientemente como 100 millones de años atrás.
Los investigadores observaron diferencias claras e inesperadas en la distribución estelar de la Vía Láctea, por encima y por debajo del plano medio de la galaxia.
La perturbación no tiene necesariamente que haber sido un solo evento aislado en el pasado y puede estar aún en curso. Observaciones adicionales deberían permitir aclarar su origen.
El descubrimiento se basa en la observación de unas 300.000 estrellas cercanas de la Vía Láctea, llevada a cabo por el rastreo del proyecto SDSS (Sloan Digital Sky Survey). Las estrellas en el disco de la Vía Láctea se mueven hacia arriba y abajo a una velocidad de unos 20-30 kilómetros por segundo, mientras orbitan alrededor del centro de la galaxia a unos 220 kilómetros por segundo. Widrow y sus cuatro colaboradores de la Universidad de Kentucky, la Universidad de Chicago y el Laboratorio del Acelerador Nacional estadounidense Fermi han descubierto que las posiciones y los movimientos de estas estrellas cercanas no son tan regulares como se pensaba anteriormente.
La Vía Láctea tiene más de 9.000 millones de años, unos 100.000 millones de estrellas y una masa total de más de 300.000 millones de veces la del Sol. La mayor parte de la masa dentro y alrededor de la Vía Láctea está en forma de materia oscura.
Los científicos saben de más de 20 galaxias satélite visibles que circulan en torno al centro de la Vía Láctea, con masas que van desde un millón a mil millones de masas solares. También puede haber satélites invisibles hechos de materia oscura (hay seis veces más materia oscura en el universo que materia visible ordinaria). Las simulaciones de ordenador de los astrónomos han puesto de manifiesto que esta materia invisible formó cientos de estructuras masivas que se mueven alrededor de nuestra Vía Láctea.
Debido a su abundancia, estos satélites de materia oscura son más probables que las galaxias satélite visibles como candidatos a atravesar el plano medio de la Vía Láctea y causar alteraciones como las observadas.

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Descubren la mosca más pequeña del mundo

ENTOMOLOGÍA

La Euryplatea nanaknihali, comparada con una mosca doméstica. (Foto: © Inna-Marie Strazhnik)

Se ha descubierto en Tailandia una nueva especie de mosca que es la más pequeña conocida en el mundo. Con tan sólo 0,4 milímetros de longitud, es 15 veces más pequeña que una mosca doméstica y cinco veces más pequeña que una mosca de la fruta.
La diminuta mosca, Euryplatea nanaknihali, es también la primera de su género en ser descubierta en Asia, y pertenece a una familia de moscas (Phoridae) que son conocidas por "decapitar" hormigas.
Algunas especies de esta familia de moscas ponen sus huevos en el cuerpo de hormigas, y cuando las larvas nacen se alimentan de la cabeza de estas últimas, causando finalmente su decapitación. De hecho, algunas de estas moscas son usadas en el sur de Estados Unidos para tratar de mantener a raya a ciertas poblaciones de hormigas problemáticas.
La investigación llevada a cabo por Brian Brown del Museo de Historia Natural en el condado de Los Ángeles, Estados Unidos, sugiere que estas moscas recién descubiertas probablemente puedan decapitar a algunas de las hormigas más pequeñas del mundo, con cabezas de 0,5 milímetros. Aunque esto todavía no ha sido observado, es muy probable debido a que el único pariente evolutivo conocido de esta mosca, la Euryplatea eidmanni, parasita a hormigas en Guinea Ecuatorial.
Siempre se había asumido que las especies más pequeñas de hormigas estarían libres de estos ataques, ya que sería físicamente imposible que moscas de 1 a 3 milímetros de longitud se desarrollaran en sus cabezas relativamente pequeñas. Obviamente, el menor tamaño de la mosca recientemente descubierta cambia las cosas.

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