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Chincheta Autor Tema: FORO-CIENCIA  (Leído 867995 veces)

10/09/2013, 09:18 -

Re: FORO-CIENCIA

#2595
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Nuevos chips que imitan al cerebro humano

COMPUTACIÓN


Lograr arquitecturas de computación que emulen algunas de las funciones de un cerebro humano es una idea de la ciencia-ficción que ahora está un poco más cerca de convertirse en realidad. (Imagen: Recreación artística de Jorge Munnshe para NCYT de Amazings)

Unos nuevos chips de ordenador, diseñados para emular el procesamiento de información del cerebro en tiempo real, han sido puestos a prueba con buenos resultados. Los experimentos demuestran cómo pueden ser incorporadas capacidades cognitivas complejas en sistemas electrónicos, a partir de los, así llamados, chips neuromórficos.
Los científicos responsables de este logro, de la Universidad de Zúrich en Suiza, el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich (también conocido como Escuela Politécnica Federal de Zúrich), el Instituto Max Planck para la Investigación del Cerebro en Fráncfort, Alemania, y la Universidad de Bielefeld en Alemania, han mostrado cómo ensamblar y configurar estos sistemas electrónicos para que funcionen de modo similar a como lo hace un cerebro humano.
Ningún ordenador funciona tan eficientemente como el cerebro humano, por lo que la construcción de algo definible como un cerebro artificial es el objetivo de muchos científicos. El equipo de Giacomo Indiveri, profesor en el Instituto de Neuroinformática (INI), de la Universidad de Zúrich, ha dado ahora un paso crucial en esa dirección, al dar con un modo de configurar los chips neuromórficos para que emulen con notable eficiencia las capacidades de procesamiento de información del cerebro en tiempo real. Indiveri y sus colegas lo han demostrado mediante la construcción de un sistema artificial de procesamiento sensorial que exhibe lo que, controvertidamente, califican como "habilidades cognitivas".
La mayoría de los enfoques de diseño en neuroinformática se limitan al desarrollo de modelos de redes neuronales, a pequeña escala en ordenadores convencionales, y a mayor escala en supercomputadoras. Pocos persiguen lo que los investigadores de Zúrich buscan: el desarrollo de circuitos electrónicos que sean comparables a un cerebro real en términos de tamaño, velocidad y consumo de energía. La estrategia de Indiveri y sus colaboradores es emular las propiedades de las neuronas y las sinapsis biológicas, directamente en microchips.
El principal desafío era configurar las redes de neuronas neuromórficas de tal manera que pudieran realizar tareas específicas, y los investigadores lo han conseguido con éxito   :D   esarrollaron un sistema neuromórfico que puede llevar a cabo complejas tareas sensoriomotoras en tiempo real. El sistema puede realizar una tarea que requiere de memoria a corto plazo y de la toma de decisiones dependiente del contexto, funciones típicas que se pueden evaluar en un test cognitivo.


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Re: FORO-CIENCIA

#2596
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Descubierto el volcán más grande de la Tierra

GEOLOGÍA


Representación del volcán submarino Tamu Massif. (Foto: Universidad de Houston)

Un equipo de investigadores de la Universidad de Houston (EE UU) ha descubierto a 1.500 kilómetros al este de Japón el volcán más grande de la Tierra, el Tamu Massif, según publican en la revista Nature GeoScience. Este gigantesco volcán posee una anchura de 650 kilómetros y una extensión de unos 310.000 kilómetros cuadrados, una superficie similar a las islas británicas.
“El Tamu Massif es el mayor volcán que se haya descubierto en la Tierra", asegura el geólogo marino William Sager de la Universidad de Houston y director de la investigación. “Puede haber volcanes más grandes, porque hay grandes estructuras ígneas bajo el mar, como la Meseta Ontong Java, pero no sabemos si son un volcán o un conjunto de ellos", explica.
Localizado bajo aguas del océano Pacífico, a unos 1.500 kilómetros de la costa nipona,  el Tamu Massif pertenece a la cordillera submarina Shatsky, formada hace más de 145 millones de años por las erupciones de varios volcanes.
Los científicos aseguran que para encontrar una estructura geológica de similares características hay que trasladarse a la superficie de Marte, al volcán Monte Olimpo, que es solo un 25% más grande que el Tamu Massif. En la Tierra, el volcán Mauna Loa de Hawaii, el más grande de la superficie, solo cubriría el 2%.
Hasta ahora no se sabía con seguridad si era un volcán por sí solo o una formación creada por varias emisiones desde distintos cráteres. Sin embargo, los datos recogidos por el buque de investigación JOIDES Resolution han confirmado que la masa de lava localizada constituye un único volcán.
El Tamu Massif destaca entre los volcanes submarinos no solo por su tamaño, sino también su estructura. Es baja y ancha, lo que indica que los flujos de lava viajaron largas distancias a diferencia de los volcanes de la superficie. “El Tamu Massif, no es un muy alto, pero sí muy amplio y posee unas pendientes con muy poca inclinación. De hecho, si estuviéramos de pie en su flanco, tendríamos problemas para distinguir qué camino es cuesta abajo”, recalca.
El proyecto, financiado por la National Science Foundation, forma parte del Programa Integrado de Perforación Oceánica dedicado a la investigación internacional para el avance del conocimiento científico de la Tierra a través de la perforación, extracción de muestras y el control de la planta submarina.
William W. Sager, Jinchang Zhang, Jun Korenaga, Takashi Sano, Anthony A. P. Koppers, Mike Widdowson & John J. Mahoney. “An immense shield volcano within the Shatsky Rise oceanic plateau, northwest Pacific Ocean”, Nature GeoScience. Publicado 8 de Septiembre de 2013.

Fuente: SINC


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Re: FORO-CIENCIA

#2597
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Descubren levaduras capaces de ser utilizadas en procesos de biorremediación

MICROBIOLOGÍA



El equipo dirigido por Maria Rosa Giraudo de van Broock, investigadora principal del CONICET en el Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente (INIBIOMA, CONICET-UNCo) (Argentina), encontró una especie de levadura autóctona de la Patagonia capaz de acumular metales en entornos altamente acidificados. Los estudios realizados dieron lugar a una Tesis Doctoral en Bioquímica del Lic. Gabriel Russo: “Levaduras de ambientes acuáticos ácidos del Parque Provincial Caviahue-Copahue. Estudios básicos y aplicados”.
Los ambientes acuáticos ácidos poseen metales disueltos en concentraciones elevadas que resultan tóxicos para plantas y animales. Algunos microorganismos están adaptados a este entorno gracias a sus características metabólicas y presentan una elevada tolerancia a distintos metales, por lo que serían buenos candidatos para utilizar en procesos de remediación de suelos ácidos contaminados con estas sustancias.
A partir del año 2004 el grupo de Giraudo comenzó a analizar la biodiversidad presente en el Río Agrio y el Lago Caviahue. El río, que nace en el Volcán Copahue y al llegar a la meseta forma el Lago Caviahue, tiene un gradiente de pH único: en la naciente los valores oscilan entre 0,5 y 1 –extremadamente ácido – y a lo largo de su curso el pH aumenta gradualmente hasta neutralizarse (pH 7), aproximadamente 40 Km. río abajo.
Durante los relevamientos identificaron levaduras autóctonas del ambiente. En total se aislaron 32 especies, agrupadas en nueve géneros que fueron ordenados según su grado de adaptación y tolerancia a seis metales –cadmio, cobalto, cobre, litio, níquel y zinc– y se midió su capacidad para acumularlos, explicó Diego Libkind, investigador adjunto de CONICET.
Los resultados obtenidos muestran una clara disminución en la concentración de metal en varios casos, hecho que resulta alentador ya que hasta el momento los medios acidificados no eran recomendados para procesos de biorremediación.
“Como en los medios ácidos los metales no precipitan, la disminución en la concentración de los mismos sólo pudo deberse a una captura o transformación por parte de la biomasa de las levaduras. Una cepa de la especie nueva Cryptococcus agrionensis (descripta por el grupo) fue capaz de captar 15,8 mg de cobre por gramo de levadura. Cryptococcus sp. 2 retuvo 36,25 mg de níquel y 62,28 mg de zinc por gramo, mientras que Lecythophora sp. fue capaz de remover 67,11 mg de zinc por gramo de levadura”, enumera Gabriel Russo, doctorando participante del proyecto.
En las zonas urbanas la acumulación de desechos genera la dispersión de gran diversidad de compuestos, que se filtran hacia las aguas subterráneas. Algunas actividades industriales –como la industria minera y las curtiembres de cueros, etc.– contaminan el medio ambiente con metales pesados como cobre, zinc, plomo, cadmio, cromo, níquel, mercurio, cobalto, plata y oro, por lo que el rol de los microorganismos es fundamental en los ciclos biogeoquímicos de los metales y su utilización en biorremediación.
“Las levaduras estudiadas podrían usarse en el tratamiento de efluentes contaminados con metales como cobre, níquel y zinc, que tienen además un efecto acumulativo en el ambiente, ya que ingresan a la red trófica y algunos animales lo almacenan”, explica Gabriel Russo, y agrega que “los métodos químicos tradicionales son sólo efectivos para altas concentraciones de metales, pero no a bajas, por lo que el uso de estas levaduras podría ser un complemento que mejore el tratamiento disponible”.
“Los proyectos de biorremediación de bajo costo, alta eficiencia y diseñados para el tratamiento de problemas específicos son importantes para la sociedad ya que aportarían soluciones concretas y alcanzables en términos locales para la remediación de aquellas contaminaciones que inevitablemente provocan un serio impacto ambiental, con consecuencias no sólo para el ecosistema, sino además para la sociedad en su conjunto”, comenta Edgardo Donati, investigador del CONICET experto en biorremediación.
Además, esta línea de investigación puede tener otras aplicaciones como el uso de levaduras en procesos de biolixiviación, donde se usan estos microorganismos para recuperar metales como oro y cobre.

Fuente: CONICET/DICYT


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Re: FORO-CIENCIA

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Imágenes por radar de un asteroide que pasó cerca de la Tierra

ASTRONOMÍA


Las imágenes del asteroide 2005 WK4 obtenidas por radar. (Imagen: NASA/JPL-Caltech/GSSR)

Usando una antena parabólica de 70 metros (230 pies) que la NASA tiene emplazada en Goldstone, California, se ha conseguido obtener una serie de imágenes, confeccionadas a partir de las mediciones hechas por radar, en las que se muestra al asteroide 2005 WK4, uno de los que pueden pasar cerca de la Tierra.
El asteroide tiene entre 200 y 300 metros de diámetro (entre 660 y 980 pies), y su forma es redondeada y ligeramente asimétrica. A medida que gira sobre sí mismo en las imágenes captadas, una serie de características se hacen evidentes y sugieren la presencia de algunas regiones planas, así como una prominencia cerca del ecuador.
En las horas en que se hicieron las observaciones, la distancia de la Tierra al asteroide era de unos 3.100.000 kilómetros (1.930.000 millas), lo cual equivale a solo unas 8,2 veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Los datos se obtuvieron en un intervalo de 6,5 horas en las que el asteroide completó alrededor de 2,4 rotaciones. La resolución de las imágenes es de 3,75 metros por píxel (unos 12 pies por pixel).
El radar es una potente herramienta para estudiar el tamaño de un asteroide, su forma, su rotación, la rugosidad de la superficie y otros rasgos principales de ésta, y para mejorar el cálculo de las órbitas de los asteroides. Las mediciones de las distancias y velocidades de los asteroides hechas por radar a menudo permiten calcular las orbitas de asteroides mucho más lejos en el futuro que si las observaciones por radar no estuvieran disponibles.
En 2016, la NASA lanzará una sonda robótica a uno de los objetos potencialmente más peligrosos de entre los que se sabe que pueden pasar cerca de la Tierra. La misión OSIRIS-REx al asteroide Bennu, catalogado con el número 101955, será una operación de exploración pionera, cuyos resultados sentarán las bases para el diseño de las futuras sondas espaciales destinadas a inspeccionar en la medida de lo posible a otros objetos capaces de aproximarse peligrosamente a la Tierra.
Además de evaluar qué nivel de riesgo de colisión con la Tierra tiene cada objeto escudriñado, el estudio de los asteroides y los cometas brinda una valiosa oportunidad de aprender más acerca de los orígenes de nuestro sistema solar, el origen del agua en la Tierra, e incluso el origen de las moléculas orgánicas que condujeron al desarrollo de la vida en nuestro planeta.
La NASA planteó pocos meses atrás el proyecto de la primera misión para seleccionar un pequeño asteroide de los que pasen cerca de la Tierra, y desplazarlo de su órbita un poco, lo justo para hacer que entre en órbita a la Luna. Eso permitiría enviar astronautas a investigar in situ ese asteroide, en viajes no más complejos que los del programa Apolo. Examinar de manera tan directa un asteroide ahorraría décadas de investigaciones indirectas y a distancia, permitiendo alcanzar un caudal enorme de conocimientos sobre la naturaleza de los asteroides y su origen.


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Re: FORO-CIENCIA

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Nueva y llamativa especie de dinosaurio con una gran nariz y cuernos largos

PALEONTOLOGÍA


Recreación artística del Nasutoceratops. (Imagen: Lukas Panzarin)

Dicha especie de dinosaurio, que hasta ahora era desconocida, ha sido descrita científicamente gracias a los restos fósiles desenterrados en el Monumento Nacional Grand Staircase-Escalante, en el sur de Utah, Estados Unidos.
Esta enorme bestia herbívora habitaba Laramidia, una de las dos porciones principales de tierra firme en las en las que Norteamérica estuvo dividida durante buena parte del Cretáceo Tardío. En aquellos tiempos, el alto nivel global del mar inundó la muy baja porción central de América del Norte. Como resultado, se extendió un mar caluroso, poco profundo, desde el Océano Ártico al Golfo de México, dividiendo a Norteamérica en las dos mencionadas masas de tierra firme. A la del oeste, una larga y estrecha masa de tierra semejante a una península, se la denomina Laramidia.
El dinosaurio recién descubierto pertenece a la misma familia que el famoso Triceratops.
El estudio fue dirigido por Scott Sampson, siendo conservador jefe en el Museo de Historia Natural de Utah, en la Universidad de Utah. Sampson es ahora Vicepresidente de Investigaciones y Colecciones del Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver, en Colorado, Estados Unidos.
Los dinosaurios con cuernos, o ceratópsidos, fueron un grupo de herbívoros cuadrúpedos, y por regla general corpulentos, que vivieron durante el período Cretácico Tardío. Bien representados por el Triceratops, la mayoría de los miembros de este grupo se caracterizan por un gran cráneo con un solo cuerno sobe la nariz, un cuerno sobre cada ojo, y una estructura ósea característica, con cierto parecido a una cofia, en la parte trasera del cráneo. La nueva especie descubierta, Nasutoceratops titusi, posee varias características únicas, incluyendo una nariz desproporcionadamente grande en relación con otros miembros de la familia, y cuernos excepcionalmente largos, curvados y orientados hacia delante, justo por encima de sus ojos. La estructura ósea característica antes mencionada, en el caso de la especie Nasutoceratops titusi, presenta una "ornamentación" menos compleja, a diferencia de otros dinosaurios de su familia que poseen ganchos o puntas en esa especie de cofia ósea. La bestia medía cerca de cinco metros de largo (unos 15 pies) y pesaba 2 toneladas y media aproximadamente.
Por razones que aún no se conocen, todos los ceratópsidos presentan regiones nasales enormes en la parte frontal de sus caras. En proporción, la región nasal del Nasutoceratops es mayor que la de cualquiera de sus parientes evolutivos.
Los autores del estudio consideran que el enorme tamaño de la nariz del Nasutoceratops muy probablemente no implicaba un sentido del olfato mucho más sensible que el de otras especies del grupo, dado que los receptores olfatorios estaban situados bastante más atrás. Así pues, la función de este rasgo corporal extraño continúa siendo desconocida.
Entre los demás autores del estudio figuran Eric Lund (ahora en la Universidad de Ohio), Mark Loewen (Museo de Historia Natural de Utah y Departamento de Geología y Geofísica de la Universidad de Utah), Andrew Farke (Museo Raymond Alf en Claremont, California), y Katherine Clayton (Museo de Historia Natural de Utah), todas estas entidades en Estados Unidos.


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Re: FORO-CIENCIA

#2600
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Derrotar bacterias peligrosas mediante una sustancia microbiana marina

MICROBIOLOGÍA


De izquierda a derecha, Lauren Paul y William Fenical. (Foto: Instituto Scripps de Oceanografía, Universidad de California en San Diego)

Se ha descubierto en un microbio marino un compuesto químico hasta ahora desconocido. Los resultados de los análisis preliminares sugieren que la nueva sustancia podría ser algún día el punto de partida para desarrollar fármacos capaces de combatir con eficacia las infecciones por Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (o MRSA por sus siglas en inglés) y ántrax maligno (carbunclo).
El microorganismo fue encontrado y recogido el año pasado en sedimentos cercanos a la costa de Santa Bárbara, California.
El equipo de William Fenical, del Instituto Scripps de Oceanografía, adscrito a la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos, analizó a fondo la estructura inusual de una sustancia presente en una actinobacteria del género Streptomyces. Los resultados de los análisis preliminares de este compuesto, al que han denominado antracimicina, indican que posee una capacidad notable para combatir a la Staphylococcus aureus resistente a la meticilina y también para atacar a la bacteria Bacillus anthracis, culpable del ántrax maligno o carbunclo, la enfermedad infecciosa que tristemente ha vuelto al primer plano de la actualidad en los últimos tiempos por ser usada como arma biológica al servicio del terrorismo.
Sin embargo, habrá que investigar más antes de poder asegurar que es viable desarrollar algún antibiótico basado en este compuesto químico.
El descubrimiento aporta una prueba más de que los océanos, y muchas de sus regiones inexploradas, son una vasta fuente potencial de recursos para nuevas sustancias que podrían algún día ser usadas para tratar diversas enfermedades.
En la investigación también han trabajado Lauren A. Paul, Christopher A. Kauffman, Kyoung Hwa Jang, Sang-Jip Nam y Deanna S. Beatty, del Centro para Biotecnología Marina y Biomedicina adscrito al Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego, así como Jeffrey B. Locke de la empresa farmacéutica Trius Therapeutics, también en la ciudad estadounidense de San Diego.


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Gotas de agua adoptando múltiples formas gracias a sus nanopartículas magnéticas

CIENCIA DE LOS MATERIALES


Autoensamblaje estático de siete gotas de agua con nanopartículas magnéticas sobre un sustrato de cobre que tiene un recubrimiento superhidrófobo. (Foto: Mika Latikka / Jaakko Timonen / Universidad de Aalto)

Se ha conseguido colocar gotas de agua, que contienen nanopartículas magnéticas, sobre superficies superhidrófobas, y hacer que se alineen en varias estructuras estáticas o dinámicas a voluntad, usando campos magnéticos que oscilan periódicamente. Ésta es la primera vez que se ha demostrado una conmutación reversible entre un autoensamblaje estático y uno dinámico.
Los autores de este avance, de la Universidad de Aalto en Finlandia y la Escuela Superior de Física y Química Industriales en Francia, están trabajando en esta línea de investigación porque abre el camino al desarrollo de nuevos sistemas y materiales inteligentes con capacidad de respuesta.
El autoensamblaje es un proceso en el que varios componentes forman patrones o estructuras organizadas sin ser guiados por un agente externo. El proceso es muy interesante para científicos y para la industria, debido a que muchos sistemas naturales se basan en estructuras que se autoensamblan y pueden inspirar aplicaciones tecnológicas.
Usando el nuevo sistema modelo, el equipo de Robin Ras y Jaakko Timonen, de la Universidad de Aalto, ha demostrado que se pueden transformar de modo reversible patrones estáticos de gotas en otros dinámicos, cuando se proporciona energía al sistema mediante un campo magnético oscilante. Se observó que la transición era compleja y que los patrones más complejos aparecían cuando la energía suministrada era justo la necesaria para entrar en el régimen de autoensamblaje dinámico.
Además del interés que despierta la ciencia subyacente en el autoensamblaje, los patrones de las gotas controladas mediante el nuevo sistema de conmutación reversible entre un autoensamblaje estático y uno dinámico, también son visualmente cautivadoras. "En algunos patrones, el movimiento de las gotas parece un baile", opina Timonen.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Olli Ikkala y Mika Latikka de la Universidad de Aalto, así como Ludwik Leibler de la Escuela Superior de Física y Química Industriales en París.


[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=ehvFFbFFsjg[/youtube]

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Re: FORO-CIENCIA

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Automóvil eléctrico plegable

INGENIERÍA


El miniautomóvil plegable Armadillo-T. (Foto: KAIST)

En el entorno urbano, donde es difícil encontrar un espacio en el que aparcar el automóvil, cuánto más pequeño sea éste, más fácil será hallar dicho espacio. Pero obviamente, el tamaño de un auto no puede miniaturizarse de forma ilimitada. Y aquí es donde entra en escena el ingenio de un grupo de científicos del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología (KAIST) en Corea del Sur, quienes han desarrollado un automóvil eléctrico de tamaño pequeño pero que además se pliega al aparcar, pasando a ocupar un espacio mucho menor que cuando está desplegado.
El invento del equipo del profesor In-Soo Suh es el automóvil eléctrico al que se le ha dado el nombre de Armadillo-T. El diseño del auto se inspira en el animal del mismo nombre, nativo de América del Sur.
El equipo de investigación imitó la distintiva estrategia de protección del animal, que consiste en enrollarse como una bola cuando se siente amenazado por un depredador. De modo parecido a como los armadillos se esconden dentro de su armadura, el Armadillo-T retrae su mitad trasera, reduciendo su tamaño original de 2,8 metros (110 pulgadas) hasta casi la mitad, 1,65 metros (65 pulgadas), al plegarse.
El Armadillo-T es un automóvil completamente eléctrico, con tracción en las cuatro ruedas (cada rueda lleva un motor), y provisto de dos asientos.
Como los motores están instalados en las ruedas, y la batería de ión-litio con 13,6 kWh (kilovatios hora) de capacidad está alojada en la parte frontal, la batería y los motores no tienen que cambiar de posición al plegarse el automóvil. Esto no sólo optimiza la eficiencia energética, sino que también proporciona estabilidad y más espacio para el conductor y el pasajero.
Una vez plegado, este vehículo eléctrico pequeño y ligero (pesa 450 kilogramos) ocupa sólo una tercera parte de los 5 metros de longitud que comúnmente tienen las plazas de aparcamiento en Corea del Sur y en muchos otros países, permitiendo que en este espacio se estacionen tres de dichos vehículos.


El Armadillo-T plegado, durante una demostración. (Foto: KAIST)

Las cámaras instaladas en el interior del vehículo eliminan la necesidad de espejos laterales y aumentan la capacidad del conductor para ver por los costados del vehículo, reduciendo así los puntos ciegos. Con un smartphone (teléfono inteligente), el conductor puede controlar desde fuera algunas de las funciones del Armadillo-T, como por ejemplo el plegado. Este automóvil tiene una velocidad máxima de 60 kilómetros por hora, y tras una recarga rápida, de tan solo diez minutos, puede alcanzar una autonomía de hasta 100 kilómetros.


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Re: FORO-CIENCIA

#2603
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Científicos españoles producen por primera vez células madre embrionarias en ratones vivos adultos

BIOLOGÍA


Equipo investigador responsable del pionero hallazgo. (Foto: CNIO)

Por primera vez, un equipo científico ha conseguido que células adultas de un organismo vivo retrocedan en su desarrollo evolutivo hasta recuperar características propias de células madre embrionarias.
Liderado por Manuel Serrano, director del programa de Oncología Molecular del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), en España. el estudio contó con el apoyo del equipo de Miguel Manzanares, del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC).
Los resultados, publicados en la revista Nature, revelan además que estas células madre embrionarias obtenidas directamente en el interior del organismo tienen una capacidad de diferenciación más amplia que las conseguidas mediante cultivo in vitro.
En concreto, tienen características de células totipotentes –que poseen la capacidad de dar origen a otros tipos celulares–, un estado primitivo nunca antes obtenido en un laboratorio.
Las células madre embrionarias son la principal apuesta para la futura medicina regenerativa. Son las únicas capaces de generar cualquier tipo celular de los cientos que conforman un organismo adulto, por lo que constituyen el primer paso para la curación de enfermedades como alzhéimer, párkinson o diabetes.
No obstante, este tipo de células tiene una brevísima existencia, limitada a los primeros días del desarrollo embrionario, y no existen en ninguna parte del organismo adulto.
Uno de los mayores hitos en la reciente investigación biomédica fue el protagonizado por Shinya Yamanaka en 2006, cuando consiguió crear en el laboratorio células madre embrionarias (células madre pluripotentes inducidas in vitro, o iPSC in vitro) a partir de células adultas, mediante un cóctel de tan solo cuatro genes.
El hallazgo de Yamanaka, por el que se le concedió el premio Nobel de Medicina en 2012, abrió un nuevo horizonte en la medicina regenerativa. Sin embargo, el nuevo trabajo ha dado un paso más al conseguir lo mismo que el científico japonés, pero esta vez dentro del propio organismo, en ratones, sin necesidad de pasar por placas de cultivo in vitro.
El primer desafío de los investigadores del CNIO fue reproducir el experimento en un ser vivo. Usando técnicas de manipulación genética, crearon ratones en los que se puede activar a voluntad los cuatro genes de Yamanaka. “Hemos generado un ratón modificado genéticamente que contiene en cada una de sus células los cuatro factores de reprogramación que utilizó Yamanaka para generar iPSC in vitro”, explica a SINC María Abad, primera autora del artículo e investigadora del grupo de Serrano.
“Estos factores se expresan de forma inducible por doxiciclina [un antibiótico], de forma que podemos controlar cuándo van a expresarse simplemente añadiendo doxiciclina al agua de bebida de los ratones”, continúa.
Así, cuando activaron estos genes, observaron que las células adultas fueron capaces de retroceder en su desarrollo evolutivo hasta células madre embrionarias en múltiples tejidos y órganos.
“Este cambio de dirección en el desarrollo no se ha observado nunca en la naturaleza. Hemos demostrado que podemos obtener células madre embrionarias también en organismos adultos y no solo en el laboratorio”, dice Abad.
En comparación con las células obtenidas con la técnica desarrollada por Yamanaka, la células madre obtenidas ahora representan un estadio embrionario aún más temprano, con mayores capacidades de diferenciación. De hecho, los autores fueron incluso capaces de inducir la formación de estructuras pseudoembrionarias en las cavidades torácica y abdominal de los ratones.
Estos pseudoembriones presentaban las tres capas propias de los embriones (ectodermo, mesodermo y endodermo), estructuras extraembionarias como el saco vitelino e incluso signos de formación de células sanguíneas. “Nuestras células madre son mucho más versátiles que las células iPSC in vitro de Yamamaka, cuya potencialidad genera las distintas capas del embrión, pero nunca tejidos que sustentan el desarrollo de un nuevo embrión, como la placenta”, precisa Abad.
Las células madre obtenidas en los ratones presentaban características de totipotencia nunca generadas en un laboratorio, equivalentes a las de los embriones humanos de 72 horas de gestación, compuestos por una masa de tan solo 16 células. "Ahora podemos empezar a pensar en métodos para inducir regeneración de manera local y transitoria en un determinado tejido dañado", afirma Manuel Serrano.
Los autores subrayan que las posibles aplicaciones terapéuticas del trabajo aún están lejos, pero sugieren que pueden significar un cambio en el rumbo de las investigaciones con células madre en la medicina regenerativa o en la ingeniería tisular. Por el momento, los científicos no han conseguido injertar con éxito células diferenciadas provenientes de iPSC generadas in vitro.
Abad opina que, a partir de ahora, "lo ideal sería inducir la reprogramación in vivo dentro de tejidos dañados y que sea allí donde esas células se diferencien". Con esto se evitaría la extracción de células, la reprogramación y diferenciación al tipo celular deseado in vitro, y el transplante.
“Nuestras células madre sobreviven también fuera de los ratones, en cultivo, por lo que podríamos, además, manipularlas en el laboratorio”, sostiene Abad. “El siguiente paso es estudiar si estas nuevas células madre son capaces de generar de una forma más eficiente distintos tejidos, como páncreas, hígado o riñón”.

Fuente: CNIO/SINC


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Microorganismos, útiles en la restauración de obras de arte

BIOTECNOLOGÍA


Escultura. (Foto: UN).

Existen productos de biotecnología que permiten la recuperación del patrimonio cultural que ha sido afectado por la acción de hongos, líquenes o bacterias. “No solo hay tratamientos físicos y químicos. Los hay también biotecnológicos, que son menos fuertes e invasivos”, asegura Dolly Montoya, profesora y fundadora del Instituto de Biotecnología (IBUN) de la Universidad Nacional de Colombia en Bogotá.
La “biorrestauración”, como se conoce a esta técnica, consiste en el desarrollo de productos biológicos que son útiles en la restauración de obras de arte. Por lo general, explica la profesora Montoya, estos productos son bacterias seleccionadas genéticamente.
“De las sustancias que estos microorganismos producen, las enzimas son las más empleadas en restauración”, detalla.
Estas tienen la capacidad de degradar las sustancias o los residuos orgánicos producidos por los hongos, líquenes o bacterias que contaminan y deterioran desde dibujos, hasta pinturas y esculturas.
El proceso comienza determinando, en el laboratorio, cuál es la especie contaminante. “Hay muchos métodos para identificar los microorganismos. Los más precisos son los de biología molecular”, dice la fundadora del IBUN.
Dependiendo del resultado, se puede aplicar una solución de bacterias y enzimas que controla a dicho microorganismo y le devuelve a la pieza su apariencia original.
Por todo ello, la profesora Montoya explica que microbiólogos y biotecnólogos deben incorporarse a equipos interdisciplinarios que, en todo caso, tienen que ser coordinados por un restaurador.
“Los microorganismos tienen impacto en el deterioro de obras de arte. Es indudable que se deben hacer estudios interdisciplinarios para abordar estos problemas”.

Fuente: UN/DICYT


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Re: FORO-CIENCIA

#2605
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La influencia que el estado de ánimo ejerce sobre los genes

BIOLOGÍA


Un buen estado de ánimo, o sea sentirse feliz, influye positivamente en la salud de una persona a través de la expresión de algunos de sus genes. (Imagen artística: Amazings / NCYT / JMC)

Un buen estado de ánimo, o sea sentirse feliz, afecta de manera significativa a los genes de la persona. Así se ha comprobado en una investigación, la primera de su tipo hasta donde se sabe, realizada por especialistas de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) y la Universidad de Carolina del Norte, ambas en Estados Unidos.
El equipo de Steven Cole, de la UCLA, y Barbara L. Fredrickson, de la Universidad de Carolina del Norte, examinó cómo influye un estado de ánimo positivo en la expresión genética humana.
Y lo que estos científicos han encontrado es que los diferentes tipos de felicidad sorprendentemente producen efectos diferentes en el genoma humano.
Las personas que tienen niveles altos de bienestar o felicidad derivados de la satisfacción de estar haciendo cosas buenas para los demás, como le ocurre a la gente altruista, mostraron perfiles de expresión genética muy favorables en sus células inmunitarias. Estas personas tenían niveles bajos de expresión de genes antiinflamatorios y una expresión fuerte de genes antivirales y de anticuerpos.
Sin embargo, las personas que tenían niveles relativamente altos de felicidad hedonista y egoísta, o sea el tipo de felicidad que proviene de la autogratificación (como le ocurre a la gente famosa a la cual la fama se le sube a la cabeza, o a la gente rica que disfruta derrochando su dinero en lujos), presentaron perfiles exactamente opuestos. Estas personas tenían un perfil de expresión genética adversa, que incluía una alta expresión de genes inflamatorios y una baja expresión de genes antivirales y de anticuerpos.
En la investigación también han trabajado Jesusa M.G. Arevalo y Jeffrey Ma, ambos de la UCLA, así como Karen M. Grewen, Kimberly A. Coffey, Sara B. Algoe y Ann M. Firestine, las cuatro de la Universidad de Carolina del Norte.


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Re: FORO-CIENCIA

#2606
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Las consecuencias de la explosión cósmica de febrero en cielo ruso

ASTRONOMÍA


Los datos aportados por los modelos y los aportados por las observaciones satelitales muestran que, cuatro días después de la explosión del bólido, la parte más rápida y alta del penacho inicial, aquí mostrada en rojo, había dado una vuelta entera a todo el hemisferio norte y regresado a Chelyabinsk. (Imagen: NASA Goddard's Scientific Visualization Studio)

En una nueva investigación se han reconstruido los efectos que originó en nuestro planeta la visita del objeto de once mil toneladas que entró en la atmósfera terrestre y explotó a poco más de 23 kilómetros (14 millas) de altura sobre la superficie de Chelyabinsk, Rusia, a las 7:20:26 p.m. PST, ó 10:20:26 p.m. EST, del 14 de febrero (3:20:26 UTC del 15 de febrero).
El físico atmosférico Nick Gorkavyi, de la NASA, se perdió una magnífica oportunidad de presenciar el evento del siglo, cuando el objeto cósmico explotó sobre su ciudad natal de Chelyabinsk, Rusia. Sin embargo, desde la ciudad Estadounidense de Greenbelt en Maryland, sede del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, Gorkavyi y sus colegas de la NASA fueron testigos de un conjunto de fenómenos nunca antes observados con tanto detalle, causados en la atmósfera por la explosión.
Cuando el objeto llegado del espacio se zambulló en la atmósfera de la Tierra a 18,6 kilómetros por segundo (unas 41.600 millas por hora), la fricción con el aire fue brutal. La temperatura del proyectil cósmico subió de forma espectacular, dándole el aspecto de una bola de fuego, o incluso de un pedacito de Sol desgajado de éste. La explosión que se desencadenó a poco más de 23 kilómetros por encima de Chelyabinsk liberó más de 30 veces la energía de la bomba atómica que destruyó Hiroshima. Es mucho en términos humanos, pero, en comparación, la caída del objeto cósmico que provocó la extinción de los dinosaurios y otras especies medía cerca de 10 kilómetros (6 millas) de diámetro medio y liberó alrededor de 1.000 millones de veces la energía de esa bomba atómica.
Algunos de los fragmentos del objeto que sobrevivieron a la explosión del bólido de Chelyabinsk impactaron contra el suelo. Sin embargo, la explosión también depositó cientos de toneladas de polvo en la estratosfera, lo que permitió a un satélite de la NASA hacer mediciones sin precedentes sobre cómo el material formó un cinturón de polvo estratosférico, delgado pero bien definido y persistente.
El equipo de Gorkavyi observó detalladamente la formación del cinturón de polvo en la estratosfera de la Tierra y consiguió hacer el primer seguimiento desde el espacio de la evolución a largo plazo del penacho de un bólido.
Gorkavyi y sus colegas combinaron una serie de mediciones satelitales con los modelos atmosféricos para simular como evolucionó el penacho de la explosión del bólido a medida que la corriente en chorro estratosférica lo arrastraba por el hemisferio norte.
Cerca de 3,5 horas después de la explosión, se detectó el penacho en la atmósfera a una altitud de cerca de 40 kilómetros (25 millas), moviéndose con rapidez hacia el este a más de 300 kilómetros por hora (unas 190 millas por hora).
El día después de la explosión, se detectó que el penacho continuaba desplazándose hacia el este y llegaba a las Islas Aleutianas. Las partículas más grandes y pesadas comenzaron a perder altura y velocidad, mientras que las más pequeñas y ligeras se quedaron en el aire y mantuvieron su velocidad, en concordancia con las variaciones en la velocidad del viento a diferentes altitudes.
Para el 19 de febrero, la parte más rápida y alta del penacho inicial había dado una vuelta entera a todo el hemisferio norte y regresado a Chelyabinsk. Pero la evolución del penacho continuó: Al menos tres meses más tarde, un cinturón detectable de polvo del bólido persistía alrededor de la Tierra.


[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=Q9KwK0izt5c[/youtube]

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Re: FORO-CIENCIA

#2607
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Lanzados tres satélites Gonets-M

ASTRONÁUTICA

Rusia lanzó el 11 de septiembre tres satélites de comunicaciones Gonets-M, que fueron situados en una altitud intermedia. El despegue se produjo desde Plesetsk mediante un cohete Rokot, a las 23:23 UTC, y supuso la colocación en órbita de los Gonets-M-5 a 7 (14L, 16L y 17L).
Construidos por NPO PM, los satélites pesan unos 280 Kg cada uno y disponen de células solares para alimentar sus sistemas. Suelen tener una vida útil de 5 a 7 años y son mantenidos en una constelación con varios planos, a través de los cuales se consigue una cobertura suficiente de la superficie terrestre. A diferencia de los ingenios geoestacionarios, este tipo de satélites recogen las comunicaciones de los usuarios en un punto de su órbita, y cuando sobrevuelan otro mucho más alejado, las vuelven a emitir en el punto de recepción. Pueden enviar correo electrónico, datos de posición del sistema GLONASS y voz.


[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=b7Wtj7FuSkg[/youtube]

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Re: FORO-CIENCIA

#2608
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Pintan una MicroGioconda en un lienzo de 30 micras

INGENIERÍA


La Mini Lisa. (Foto: Georgia Tech)

La pintura considerada por muchas personas como la más famosa del mundo ha sido reproducida en el lienzo más pequeño del mundo.
En el Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech), ubicado en la ciudad estadounidense de Atlanta, han "pintado" la Gioconda (también conocida como Mona Lisa) sobre la superficie de un sustrato de aproximadamente 30 micras de ancho, o sea un tercio del grosor de un cabello humano.
La creación del equipo, apodada "Mini Lisa", demuestra una técnica que podría utilizarse en nanofabricación eficiente de dispositivos, ya que el equipo de investigadores que la ha usado para hacer la singular reproducción del famoso cuadro de Leonardo da Vinci, pudo variar a voluntad la concentración superficial de moléculas a esa escala tan minúscula.
La imagen fue creada con un microscopio de fuerza atómica (AFM) y utilizando un proceso denominado nanolitografía termoquímica (TCNL, por sus siglas en inglés).
Píxel a píxel, el equipo de Jennifer Curtis, Elisa Riedo y Keith Carroll ubicó la punta calentada de un microscopio de fuerza atómica en la superficie del sustrato para crear una serie de reacciones químicas confinadas a escala nanométrica. Variando sólo el calor aplicado en cada ubicación por la citada punta, parecida a un trampolín o a un puente levadizo, Keith Carroll controlaba la cantidad de nuevas moléculas que se creaban. Cuanto mayor era el calor, mayor era la concentración local. Un calor menos intenso producía tonos más oscuros de gris, como los que se ven en el vestido y el cabello de la Mini Lisa cuando el lienzo molecular se visualiza usando un tinte fluorescente. Un calor más intenso producía tonos más claros de gris, como los que se aprecian en la frente y las manos.
Cada píxel está separado por 125 nanómetros.
En esta hazaña tecnológica también han participado especialistas del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), en California, la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, y el Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste (PNNL), en Richland, Washington, todas estas entidades en Estados Unidos.


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Re: FORO-CIENCIA

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Un "cuchillo inteligente" que comprueba al momento si un tejido es canceroso o no

INGENIERÍA


El iKnife en acción. (Foto: Imperial College London)

Unos científicos han creado un "cuchillo inteligente" que comunica en el acto a los cirujanos si el tejido que está cortando es canceroso o no.
En el primer estudio para evaluar la eficiencia del nuevo dispositivo en el trabajo cotidiano de un quirófano, a fin de realizar un análisis en tiempo real durante una operación de cirugía, este singular dispositivo llamado "iKnife" diagnosticó muestras de tejidos de 91 pacientes con un 100 por cien de aciertos, suministrando instantáneamente información que por medios más convencionales requiere aguardar entre media hora y una hora.
En cánceres con tumores sólidos, la extirpación quirúrgica del tejido canceroso es, por regla general, la mejor opción de tratamiento. El cirujano suele extraer el tumor más un margen de tejido sano a su alrededor, como medida de seguridad. Sin embargo, a menudo es demasiado difícil determinar a simple vista qué tejido es canceroso y cuál está sano. Uno de cada cinco pacientes operadas de cáncer de mama requiere una segunda operación para extraer por completo el tejido afectado por el cáncer. En casos de incertidumbre, el tejido retirado es enviado de inmediato a un laboratorio para ser examinado acto seguido, mientras la paciente permanece bajo anestesia general.
El iKnife, desarrollado en el Imperial College de Londres, se basa en la electrocirugía, una tecnología inventada en la década de 1920 que se utiliza comúnmente en nuestros días. Los cuchillos de electrocirugía emplean corriente eléctrica para calentar rápidamente el tejido, cortándolo a la vez que minimizan la pérdida de sangre. Para hacerlo, el tejido es vaporizado, transformándolo en humo que suele extraerse mediante un sistema de succión.
El inventor del iKnife, el Dr. Zoltan Takats del Imperial College de Londres, se dio cuenta de que este humo podría ser una fuente rica de información biológica. Para crear el iKnife, conectó un cuchillo de electrocirugía a un espectrómetro de masas, un instrumento analítico utilizado para identificar qué compuestos químicos están presentes en una muestra. Células de diferentes tipos producen miles de metabolitos en concentraciones diferentes, de modo que el perfil de los compuestos químicos en una muestra biológica puede revelar información acerca del estado de ese tejido.
Los resultados de los últimos experimentos aportan evidencias convincentes de que el iKnife puede aplicarse en una gama amplia de operaciones quirúrgicas oncológicas. Dado que el resultado se obtiene casi instantáneamente, permitiendo que los cirujanos lleven a cabo sus intervenciones con un nivel de precisión que no había sido posible alcanzar anteriormente, cabe esperar que la adopción de este instrumento médico de alta tecnología reduzca las tasas de rebrote de tumores y contribuya a disminuir los fallecimientos derivados de tales rebrotes.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han trabajado Balázs Dezso, László Damjanovich y László Sasi-Szabó de la Universidad de Debrecen en Hungría, Ara Darzi, Reza Mirnezami, James Kinross, Jeremy K. Nicholson, Kirill Veselkov, Matthew R. Lewis y Laura J. Muirhead, del Imperial College de Londres, y Júlia Balog de la empresa MediMass Ltd. en Budapest, Hungría.


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