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Archive for the ‘Ciencia’ Category

El origen del Universo

junio 1, 2011 1 comentario

Aún no sabemos por qué la materia dominó a la antimateria en la formación del universo. ¿De dónde proviene la materia? Quizá no deje perplejos a muchos que existamos y nos rodee la materia, que no sea el mundo un mero baño de microondas. Mas para un cosmólogo, la existencia de materia es desconcertante, un problema que no ha encontrado solución desde que la física teórica hubo de planteárselo hace casi cuarenta años. Las mejores teorías acerca del origen del universo no ofrecen todavía una explicación. La existencia de materia es un capítulo inacabado de la teoría de la gran explosión del origen del universo, que por lo demás acierta a explicar casi todo lo que observamos. Se cree que la materia y la antimateria se equilibraban exactamente entre sí en los primeros momentos tras la gran explosión. Como la materia y la antimateria no pueden coexistir – se aniquilan la una a la otra -, esta situación, si hubiera continuado, habría dejado un universo muy monótono. ¿Por qué prevaleció la materia y llegó a dominar el universo?

ADVERTENCIA: Los últimos 3 minutos y 7 segundos de la parte 5 tienen el audio dañado. Aún así, vale la pena mirar este documental, sobre todo la parte 4 donde se explica la formación de los elementos que vemos en la tabla periódica a través del nacimiento, crecimiento y muerte de las estrellas.

Fuente: http://www.docuciencia.es/2009/05/el-origen-de-la-materia/

Células de la piel “transformadas en neuronas” por científicos de EE.UU.

mayo 30, 2011 1 comentario

Una imagen de las neuronas en el cerebro. Los investigadores dicen que dichas células pueden ser creadas a partir de células de la piel.

 

Un equipo de California dijo haber logrado convertir células de piel humanas directamente en células funcionales cerebrales.

Los científicos manipularon el proceso por el cual el ADN se transcribe en células de la piel del feto para crear células que se comportan como neuronas.

La técnica ha sido previamente demostrada en ratones, dice el reporte en el Nature.

Puede ser usado para investigaciones neurológicas, y posiblemente podría ser utilizado para crear células cerebrales para trasplantes.

Reprogramando la piel

Los científicos usaron virus modificados genéticamente para introducir cuatro distintos “factores de transcripción” en células de piel fetales. Estos factores de transcripción juegan un papel en la “lectura” de ADN y la codificación de proteínas en la célula.

Encontraron que la introducción de estos cuatro factores de transcripción tienen el efecto de cambiar una pequeña parte de las células de la piel en células que funcionan como neuronas.

A diferencia de otros enfoques, el proceso no involucró la reprogramación de células piel en células madre, sino la transformación directa de las células de piel en neuronas.

Marius Wernig, un Profesor asistente de Patología en la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford en California, fue uno de los investigadores.

“Mostramos que es posible convertir células de piel humanas directamente a células nerviosas que se ven y comportan como las células nerviosas que normalmente sólo existen en el cerebro”, dijo a la BBC.

“Era sabido que era posible cambiar una célula especializada de nuevo en una célula madre, lo que se llaman célula madre pluripotente inducida (iPS), pero no se sabía si una célula especializada podía ser empujada en otra dirección que no sea hacia atrás.”

El Profesor Wernig admitió que había ejemplos, algunos de años atrás, donde células especializadas fueron cambiadas a tipos similares de células, pero él cree que este es el primer ejemplo de un cambio tan radical para las células.

Él cree que la aplicación inmediata será en las enfermedades de modelado, por el que las células de la piel de un paciente con una condición neurológica conocida podrían ser usadas para producir nuevas células cerebrales para la investigación.

“Es muy, muy difícil ver en el cerebro. Hay un gran cráneo que lo protege muy bien y por lo tanto es difícil realizar una imagen”, dijo.

“Todo lo que puede hacerse a nivel celular sólo es posible después de que un paciente ha muerto, momento en el cual la enfermedad se encuentra usualmente en las etapas finales y no tienes ninguna posibilidad de ver cómo se desarrolla.”

 

Futuros tratamientos

La técnica puede, algún día, ser usada para crear nuevas células cerebrales que puedan ser trasplantadas en pacientes con desórdenes neurológicos, dijo.

Creadas a partir de la piel del paciente, estas células coincidirían exactamente con el paciente, aunque habría muchos obstáculos que superar, no menos importantes que producir suficiente del tipo correcto de células cerebrales.

Comentando sobre el estudio, Jim Huettner, un Profesor asociado a la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington, dijo que la investigación fue “convincente e importante”.

“Han demostrado cosas similares en ratones antes, pero en humanos han descubierto algunas diferencias sutiles que a menudo suben al pasar de los ratones a los seres humanos”, dijo.

“Pero el trabajo solidifica la idea de que esta clase de transcripción es posible y que no es sólo un golpe de suerte en el modelo de los ratones.”

Fuente: http://www.bbc.co.uk/news/health-13567321

Imagen del día

mayo 30, 2011 Deja un comentario

(Clic en la imagen para verla en tamaño completo)

VIENDO UNA CHISPA GENERADA POR EL LÁSER DE LA CHEMCAM DEL MARS ROVER

La Cámara Química (ChemCam), instrumento para la misión Laboratorio Científico de Marte, de la NASA, utiliza un puntero de rayo láser para vaporizar un blanco del tamaño de la cabeza de un alfiler, produciendo un destello  de luz a partir del material ionizado –plasma- que  puede ser analizado para identificar los elementos químicos en él.

Fuente: http://mars.jpl.nasa.gov/msl/multimedia/imagecollections/

¿Apetece un paseo por nuestra galaxia?

mayo 24, 2011 1 comentario

El Photopic Sky Survey es la más grande “inspección” en color real del cielo –junto a constelaciones, decenas de millones de estrellas así como también los planetas de nuestro Sistema Solar. Todo mezclado en un rico tapiz de polvo estelar que flota por un escenario de proporciones inimaginables.

“El Photopic Sky Survey es una fotografía de 5.000 Mega píxeles del cielo nocturno, formada por más de 37.440 tomas. Largas en tamaño y extensión, retratan un mundo más allá de uno y debajo de nuestros pies y nos revela nuestra Vía Láctea con claridad poco familiar. Cuando miramos esta imagen, realmente estamos mirando atrás en el tiempo, la gran cantidad de luz -que ha viajado bastas distancias- es anterior a la civilización misma.”


(Clic en la imagen para dirigirte directo a la gráfica interactiva de 360°; clic en Photopic Sky Survey para ir a la página de inicio)

Universo elegante I – El sueño de Einstein

mayo 21, 2011 Deja un comentario

El universo elegante es un libro de divulgación científica, publicado en 1999 y escrito por el Dr. Brian Greene, en el cual el autor describe los últimos avances en la investigación sobre la teoría de cuerdas.

Este es el primer capítulo de la serie “El universo elegante”, producida por NOVA y guiada por Brian Green. Desde Newton, pasando por Maxwell , Einstein, Böhr, en este documental se examina la teoría de las cuerdas. Brian Green nos habla de un posible Multiverso formado de universos paralelos (conectados por los agujeros negros o de gusano) en los que habría 11 dimensiones y no 4 como conocemos.

Para verlo en un solo link : http://video.google.com/videoplay?docid=-5255389523709150608#

“Tiempo”, no necesariamente arraigado de manera profunda en nuestros cerebros

mayo 20, 2011 2 comentarios

 (Medical Xpress) –Escondida en la selva amazónica, una pequeña tribu ha manejado con éxito lo que muchos sueñan con ser capaces de realizar –ignorar las presiones del tiempo de tal manera que ni siquiera tienen una palabra para él.

Al principio los científicos han probado que tiempo no es un concepto humano profundamente arraigado como se pensaba.

Investigadores, dirigidos por el Profesor Chris Sinha del Departamento de Psicología de la Universidad de Portsmouth, estudiaron la manera en que el tiempo era hablado y pensado por el pueblo de Amondawa, en Brasil. Su investigación se encuentra publicada en la revista Language and Cognition.

El Profesor Sinha dijo: “Para los Amondawa, el tiempo no existe de la misma manera que lo hace para nosotros. Ahora podemos decir, sin ninguna duda, que existe al menos un lenguaje y cultura que no cuenta con el concepto de tiempo como algo que puede ser medido, contado o hablado en abstracto. Esto no quiere decir que los Amondawa son personas ‘fuera del tiempo’, pero viven en un mundo de eventos  en lugar de ver a los acontecimientos incrustados en el tiempo.”

El equipo, incluido el lingüista Wany Sampaio y la antropóloga Vera da Silva Sinha, pasaron ocho semanas con los Amondawa investigando cómo su lenguaje transmite conceptos como “la semana que viene” o “el año pasado”. No hay palabras para tales conceptos, sólo divisiones de día y noche y estación seca y lluviosa. También encontraron que nadie en la comunidad tenía una edad. En su lugar, ellos cambian sus nombres para reflejar su etapa en la vida y posición dentro de su sociedad, como por ejemplo, un niño renuncia a su nombre por el hermano recién nacido y toma uno nuevo.

El Profesor Sinha dijo: “Tenemos tantas metáforas para el tiempo y su paso –pensamos el tiempo como una “cosa”- decimos ‘ya casi se va el fin de semana’; ‘se acercan sus exámenes’; ‘no tengo tiempo’, y así sucesivamente, y creemos que tales declaraciones son objetivas, pero no lo son. Nosotros creamos esas metáforas y se han convertido en nuestra manera de pensar. Los Amondawa no piensan ni hablan así, a menos que aprendan otro idioma.”

“No esperábamos encontrarnos con esto –Estuvimos estudiando el mismo idioma antes y volvimos para ampliar nuestra comprensión de sus metáforas. Estamos sorprendidos de encontrarnos que las metáforas espaciales para el tiempo y el concepto abstracto de tiempo está simplemente ausente del lenguaje y cultura.”

“Para esta gente afortunada el tiempo no es dinero, no están corriendo a contrarreloj para completar algo, y nadie está discutiendo si la semana próxima o el próximo año; sino que ni siquiera tienen palabras para ‘semana’, ‘mes, o ‘año’. Se podría decir que disfrutan de una cierta libertad.”

“Nos resulta extraño que una cultura ‘libre del tiempo’ exista”, Agregó el Profesor Sinha, “pero muchas lenguas amazónicas, incluyendo el Amondawa, no tienen número más allá de cuatro o cinco, y si no tienes los números, no tienes tiempo abstracto, como ‘cosa’ mensurable.”

“El tiempo está más relacionado con la experiencia que con el hecho de ser innato en nosotros. El único reloj biológico real es el envejecimiento de nuestros cuerpos. Todos los complejos conceptos de tiempo son invenciones culturales, una especie de tecnología de la mente.”

“Los babilonios inventaron el día de 24 horas, la convención de 60 segundos en un minuto y de 60 minutos en una hora, y estamos tan acostumbrados a ser gobernados por el calendario y el reloj que no reflexionamos acerca de ello. Pero nuestra noción de tiempo es una espada de doble filo. No tendríamos los beneficios de nuestra sociedad, social y tecnológicamente compleja, de no ser por ella. Pero también, como sabemos, es una carga y una fuente de estrés cada vez mayor en nuestro moderno estilo de vida.”

Sin embargo, el tiempo nos alcanza a todos al final. Luego del primer contacto con el mundo exterior en 1986, los Amondawa continuaron con su tradicional estilo de vida, la caza, la pesca y el cultivo. Pero junto con el cuidado de la salud, la electricidad y televisión ha llegado la lengua portuguesa. Como muchas de las 7.000 o más lenguas del mundo, el Amondawa amenaza con extinguirse.

“Ahora somos conscientes de las grandes riquezas que restan por descubrir en la biodiversidad del mundo, y sabemos que debemos preservar esto para generaciones futuras”, agregó Sinha. “Pero la diversidad cultural y lingüística también es un tesoro, no solo para los científicos, sino para la comprensión de todo lo que significa ser humano. No podemos ni debemos intentar detener el cambio, pero debemos ayudar a fortalecer a gente como los Amondawa para que determinen su propio futuro y mantengan su lenguaje y tradiciones vivas. Es por eso que trabajos como el de Wany y Vera, quienes ayudaron a la comunidad a instalar una escuela basada en la lengua nativa, es tan importante.”

Proporcionado por la Universidad de Portsmouth

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2011-05-necessarily-deeply-rooted-brains.html

Estudio del California Institute of Technology ayuda a parapléjico a mover sus piernas voluntariamente

mayo 20, 2011 11 comentarios

PASADENA,  California –Un equipo de  investigadores de la Universidad de California, Los Angeles  (UCLA), el Instituto de Tecnología de California (Caltech) y la Universidad de Louisville utilizaron un conjunto de electrodos estimulantes para ayudar a un hombre paralítico a ponerse de pie, pisar en una cinta con asistencia y, con el tiempo, recuperar el movimiento voluntario de sus miembros.  Los investigadores encontraron que las señales eléctricas proporcionadas por la matriz estimulan la red neuronal de la médula espinal de manera que pueda utilizar la información sensorial y derivarla de las piernas a los músculos directos y los movimientos articulares.

Rob Summers, de 25 años, en el arnés que proporciona apoyo mientras recibe la estimulación eléctrica de la médula espinal. El procedimiento experimental ha permitido Summers a ponerse de pie y mover las piernas voluntariamente.

En lugar de pasar por el sistema nervioso del hombre para estimular directamente los músculos de la pierna, este enfoque toma ventaja de los circuitos de control inherentes a la médula espinal inferior (por debajo del nivel de la lesión), para controlar los movimientos de ponerse de pie y caminar.

El estudio fue publicado en la revista de medicina Británica, The Lancet.

Más de 5,6 millones de americanos viven con algún tipo de parálisis; de estos, 1,3 millones han sufrido lesiones en la médula espinal, a menudo resultando en una completa parálisis de las extremidades inferiores, junto con pérdida del control de la vejiga y el intestino, respuesta sexual y otras funciones autónomas.

El trabajo comenzó con una serie de experimentos animales a partir de la década de 1980 por los coautores del estudio V. Reggie Edgerton y Yury Gerasimenko de la Escuela de Medicina, David Geffen, en la UCLA, el estudio mostraba que animales con lesiones en la médula espinal podían soportar, equilibrio, levantar peso y realizar pasos coordinados mientras se les estimula por vía epidural –es decir, en el espacio por encima de la duramadre, la más extensa de las tres membranas que cubren el cerero y la médula espinal.

Comenzado ocho años atrás, Joel Burdick, profesor de Ingeniería Mecánica y Bioingeniería del Caltech, se unió al laboratorio Edgerton para estudiar cómo la terapia física guiada por la robótica y la farmacología puede ser acoplada a una mejor recuperación de la locomoción en animales con lesiones de médula espinal.

Construido en base a estos estudios y los trabajos anteriores de Edgerton y Gerasimenko, Burdick y Yu-Chong Tai, un profesor del Caltech de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería Mecánica, introdujo el concepto de estimulación de médula espinal de alta densidad, que utiliza como hoja de matrices de múltiples electrodos para estimular las neuronas. El logro del sistema, dice Burdick, “es estimular los circuitos nativos que controlan el pararse y dar pasos en la parte inferior de la médula espinal, a fin de coordinar la actividad sensorio-motora y reemplazar en parte la falta de señales desde arriba” –es decir, desde el cerebro- “y gritar a los nervios ¡en marcha!”

Los cables eléctricos implantados en el paciente parapléjico.

Para probar esta idea, que fue primero explorada en modelos animales, el equipo utilizó una red de electrodos disponible en el mercado utilizada normalmente para tratar el dolor de espalda. Mientras esta red no tiene todas las capacidades de las probadas hasta ahora en animales, permitió que el equipo pruebe la viabilidad de la estimulación de médula espinal de alta densidad en humanos. Los resultados, agregó Burdick, “han superado con creses las expectativas de los investigadores.”

El sujeto en New York es un atleta de 25 años, quien quedó completamente paralizado debajo de su pecho en un accidente de carretera en Julio del 2006. Sufrió una lesión motora  completa del tipo C7/T1 en la médula espinal, pero mantuvo cierta sensibilidad en sus piernas.

Antes de que se le implantase la matriz de estimulación epidural, el paciente fue sometido a 170 sesiones de entrenamiento locomotor en un período de más de dos años en el Instituto de Rehabilitación Fraizier. En el entrenamiento  locomotor, una técnica de rehabilitación usada en pacientes parcialmente paralizados, el cuerpo del mismo es suspendido en un arnés sobre una cinta en movimiento mientras terapeutas profesionales ocasionalmente le ayudan a manejar sus piernas en un movimiento repetitivo paso a paso.

El entrenamiento no ha afectado esencialmente a este paciente, confirmando lo severa que es su lesión. Además, el entrenamiento estableció la línea de base en contra de lo que podría ser la eficacia posterior de la estimulación eléctrica medida.

Después de la implantación del dispositivo, el paciente pudo –mientras recibía estimulación eléctrica, y luego de unas semanas de entrenamiento locomotor- empujarse a sí mismo hacia una posición de parado y levantar peso por su propia cuenta. Ahora puede mantenerse de pie y levantar peso durante 20 minutos a la vez. Con la ayuda del arnés y la asistencia de algunos terapeutas, puede dar movimientos repetidos en una cinta para caminar. Con entrenamiento diario constante y estimulación eléctrica, el paciente recobró la habilidad para mover voluntariamente los dedos del pie, tobillos, rodillas y el comando de su cadera.

El paciente no tiene control voluntario sobre sus miembros cuando no está bajo estimulación.

Sumado, con el tiempo experimentó mejoras en varios tipos de funciones autónomas, tanto  el control de su vejiga y sus intestinos,  como la regulación de la temperatura –un resultado “sorpresa”, dice Burdick, que, si se replica en otros estudios, puede mejorar sustancialmente la vida de los pacientes con  lesiones de médula espinal.

Matriz de electrodos implantada.

Estas funciones autónomas comenzaron a regresar antes de que hubiera señal de movimiento voluntario, lo que fue visto en el paciente, por primera vez, después de siete meses de que comenzara a recibir estimulación epidural.

Agrega Burdick, “Esto puede ayudar  a la vejiga e intestinos incluso en pacientes que no tienen la fuerza para someterse a un riguroso entrenamiento como este paciente” –quien era un atleta y se encontraba, comparativamente, en una excelente condición física luego de lesionarse.

Los científicos no están seguros todavía cómo fueron recobradas las funciones –o, en efecto, cómo el control voluntario de las funciones fueron devueltas por el procedimiento. “De algún modo, la estimulación mediante electrodos puede haber reactivado las conexiones que estaban latentes o estimulando el crecimiento de nuevas conexiones”, dijo Burdick. Casi con toda seguridad, la reorganización de las vías neuronales se produjo a continuación y tal vez por encima del lugar de la lesión.

Notablemente, el paciente tenía cierta sensación en sus extremidades inferiores luego de la lesión, lo que significa que la médula espinal no fue cortada por completo; esto puede haber afectado el grado de su recuperación.

La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) dio el visto bueno al equipo de investigación para poner a prueba a cinco pacientes con lesiones en la médula espinal; el próximo paciente será comparado con el primero, en términos de edad, lesión y habilidades físicas, para ver si los resultados pueden ser replicados. En ensayos posteriores, pacientes que no tienen sensibilidad serán implantados con el dispositivo, para ver si esto influye en el resultado.

“Este es un avance significativo”, dijo Susan Harkema de la Universidad de Louisville, la autora principal del artículo en The Lancet. “Esto brinda un enorme potencial para mejorar el funcionamiento diario de las personas.”

“Mientras estos resultados son, obviamente, alentadores, tenemos que ser cautos, hay mucho trabajo por hacer”, dice Edgerton.

Uno de los más grandes obstáculos es que la red de electrodos implantada en pacientes humanos es aprobada por la FDA sólo para dolor de espalda. El uso del dispositivo aprobado por la FDA se entiende “como una prueba   para ver si el concepto funciona, proporcionándonos munición adicional para motivar el desarrollo de las matrices utilizadas en estudios con animales”, agregó Burdick. “Las matrices aprobadas, continúa, tienen muchas limitaciones, por lo tanto, un mayor desarrollo de las matrices que se tienen en la actualidad y sólo se han probado en animales, en el futuro darán mejores resultados en humanos.

Usando una combinación de experimentación, modelos computarizados de la red de electrodos y médula espinal, y algoritmos de aprendizaje, Burdick y sus colegas están intentando optimizar el patrón de estimulación para lograr los mejores efectos, y para mejorar el diseño de la red. Otros avances en la tecnología deberían conducir a un mejor control de los procesos de para pasos y ponerse de pie.

Además, dice, “nuestro equipo está buscando otros modos de aplicar la tecnología. Podríamos mover la red a una posición superior de la médula espinal para ver si puede afectar brazos y manos, como lo hace con las piernas.”

Burdick y sus colegas de la UCLA y de la Universidad de Louisville esperan que algún día, algunas personas con lesiones completas de médula espinal sean capaces de usar una unidad de estimulación portátil y, con la ayuda de un andador  sostenerse independientemente, mantener el equilibrio y realizar algunos pasos de manera eficaz. Dijo Burdick, “nuestro equipo cree que el protocolo puede ser útil en el tratamiento de accidentes cerebro vasculares, Parkinson y otros desordenes que afecten la función motora.

La investigación en el documento “La estimulación epidural de la médula espinal lumbosacra permite el movimiento voluntario para ponerse de pie, y ayudó a caminar a un humano parapléjico”, fue financiado por el Instituto Nacional de Saludo en el apoyo adicional de la fundación Christopher and Dana Reeve.

Fuente: http://media.caltech.edu/press_releases/13418