ÚLTIMAS NOTICIAS CIENCIA COGNITIVA/NEUROCIENCIA: MENOS MIELINA ENCONTRADA EN EL NEUROCORTEX, ¿EL FUTURO DEL CEREBRO?
Neurocientíficos de Harvard han hecho un descubrimiento acerca de la mielina, el material aislante eléctrico del cuerpo, esencial para la rápida transmisión de impulsos a lo largo de los axones de las células nerviosas, no es tan omnipresente como se pensaba, según un nuevo trabajo dirigido por la profesora Paola Arlotta del Harvard Stem Cell Institute (HSCI) y de la departamento de células madre y biología regenerativa de dicha Universidad, en colaboración con el profesor Jeff Lichtman del departamento de Biología Molecular y celular de Harvard.
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"La mielina es un invento relativamente reciente de la evolución," dice Arlotta. "Se cree que la mielina permite al cerebro comunicarse muy rápido con el resto del cuerpo, y que ha dotado al cerebro la capacidad de calcular funciones de alto nivel". De hecho, la pérdida de la mielina es una característica común de un número de enfermedades devastadoras, incluyendo esclerosis múltiple y la esquizofrenia. Pero la nueva investigación demuestra que, a pesar de los roles esenciales de la mielina en el cerebro, "algunas de las neuronas del sistema nervioso más evolucionadas, más complejas tienen menos mielina que las más viejas, más ancestrales," dijo Arlotta, codirector del programa de neurociencia HSCI. También dice que cuanto más alta la visión de la corteza cerebral — cerca de la parte superior del cerebro, que es su parte más evolucionada — menos mielina uno encuentra. No sólo eso, sino que "las neuronas en esta parte del cerebro muestran una nueva forma de posicionamiento de la mielina a lo largo de sus axones que no se ha visto anteriormente. Tienen una 'mielina intermitente' con largas extensiones de axón sin mielina intercalada con segmentos ricos en mielina". "Contrariamente a los supuestos comunes que las neuronas utilizan un perfil universal de distribución de mielina en sus axones, el trabajo indica que las diferentes neuronas deciden “mielinar” sus axones de forma diferente," dijo Arlotta. "En los libros clásicos de neurobiología, la mielina está representada en axones como una secuencia de segmentos mielinizados separados por pocos y cortos nodos que carecen de mielina. Se asumió que esta distribución de mielina era siempre la misma en cada neurona, desde el principio hasta el final del axón. Este nuevo trabajo demuestra que este no es el caso". Los resultados de la investigación por Arlotta y posdoctorado Giulio Srubek Tomassy, el primer autor del informe, se publican en la última edición de la revista Science. BIOTECNOLOGÍA: UNA FORMA RÁPIDA DE MEDIR LA REPARACIÓN DE ADN Investigadores del MIT han desarrollado una prueba que puede determinar rápidamente diversos sistemas de reparación de ADN. Podría ayudar a determinar el riesgo de desarrollar cáncer y ayudar a los médicos a predecir cómo responderá un paciente dado a los medicamentos de quimioterapia.
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Nuestro ADN está bajo un contante ataque de múltiples fuentes, incluyendo los contaminantes del medio ambiente, la luz ultravioleta y radiación. Afortunadamente, las células tienen varios sistemas de reparación de ADN para reparar este daño, que de no ser reparado, podría conducir a un cáncer u otro tipo de enfermedades. Pero la eficacia de estos sistemas de reparación varía mucho de persona a persona; los científicos creen que esta variabilidad puede explicar por qué algunas personas contraen cáncer mientras que otras personas expuestas a parecidos agentes dañinos del ADN no lo hacen. El nuevo test, descrito en Proceedings of the National Academy of Sciences (Procesos de la Academia Nacional de Ciencias), puede analizar cuatro tipos de capacidad de reparación del ADN simultáneamente y en menos de 24 horas. Pruebas anteriores habían sido capaces de evaluar sólo un sistema al momento. "Todas las vías de reparación funcionan de forma diferente, y la tecnología existente para medir cada una de esas vías es muy diferente en cada uno. Se necesita experiencia, demanda tiempo y necesita de mano de obra intensiva,"dice Zachary Nagel, un postdoctorado del MIT. "Lo que queríamos hacer era idear una forma de medir todas las vías de reparación del ADN al mismo tiempo para tener así una sola lectura que es fácil de medir." El equipo de investigación, dirigido por la profesora Leona Samson, utiliza este método para medir la reparación del ADN en un tipo de células sanguíneas humanas inmortales llamadas células linfoblastoides, tomadas de 24 personas sanas. Encontraron un enorme rango de variabilidad, especialmente en la reparación de un sistema donde las células de algunas personas eran más que 10 veces más eficientes que otros. "Ninguna de las células se parecía a otra. Cada una tiene su propio espectro de lo que puede reparar bien y lo que no se repara bien. Es como una huella digital para cada persona," dice Samson, profesor del Uncas y Helen Whitaker, profesor de la Sociedad Americana de Cáncer y miembro de los departamentos del MIT de ingeniería biológica, centro de Ciencias de salud ambiental y del Instituto Koch para la Investigación del Cáncer.
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BIOTECNOLOGÍA/NANOTECNOLOGÍA/CIENCIA DE LOS MATERIALES: NANODISPOSITIVOS DE ADN CAMUFLADOS
En la vida real los virus utilizan tácticas para hacerse invisibles ante el sistema inmunológico. Ahora, científicos del Instituto Wyss para la Ingeniería Inspirada Biológicamente de Harvard, han imitado las tácticas virales para construir los primeros nanodispositivos ADN que pueden sobrevivir a las defensas inmunitarias del organismo. Los resultados facilitan el camino para nanorobots de ADN inteligentes que podrían utilizar la lógica para diagnosticar el cáncer, más temprano y con mayor precisión de lo que pueden los médicos hoy en día; dirigir fármacos a los tumores, o incluso elaborar fármacos para paralizar el cáncer. La misma estrategia de camuflaje también se podría utilizar para hacer contenedores microscópicos artificiales, llamados protocélulas, que podrían actuar como biosensores para la detección de agentes patógenos en los alimentos, o productos químicos tóxicos en el agua potable. Se conoce al ADN por contener la información genética, pero en la actualidad, los bioingenieros lo están utilizando como material de construcción. Para ello utilizan un origami de ADN – un método que el Dr. William Shih, el investigador principal, ayudó a ampliar de 2D a 3D. Con ese método, los científicos toman un filamento largo de ADN y lo programan para que se pliegue en formas específicas, algo así como una hoja de papel se puede plegar para crear formas distintas en el arte tradicional japonés. El equipo de Shih monta las formas para construir dispositivos nanométricos de ADN, que algún día podrían ser tan complejos como la maquinaria molecular que se encuentra en las células. Así por ejemplo, están desarrollando métodos para construir pequeños robots de ADN que detectan su entorno, calculan una respuesta, y a continuación llevan a cabo una tarea útil, como la realización de una reacción química o la generación de fuerza mecánica o de movimiento.
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Esos nanorobots de ADN parecen sacados de la ciencia ficción, pero ya existen. En 2012 los investigadores del Instituto Wyss reportaron en la revista Science que habían construido un nanorobot que utiliza lógica para detectar una célula diana, y activar un anticuerpo que acciona un “interruptor de suicidio” en las células de leucemia o linfoma. Para que un nanodispositivo ADN diagnostique o trate con éxito una enfermedad, primero debe sobrevivir a las defensas del organismo el tiempo suficiente para hacer su trabajo, pero el equipo de Shih descubrió que los nanodispositivos ADN que se inyectan en el torrente sanguíneo de los ratones se digieren rápidamente. La naturaleza inspiró la solución: los científicos diseñaron sus nanodispositivos para imitar a un tipo de virus que protege su genoma encerrándolo en una caja de proteína sólida, y luego la recubrieron con una capa aceitosa idéntica a las de las membranas que rodean las células vivas. Ese revestimiento contiene una capa doble (bicapa) de fosfolípido, que ayuda a los virus a evadir el sistema inmune y los lleva al interior de la célula. Para recubrir los nanodispositivos ADN con fosfolípidos, el Dr. Steve Perrault, un becario del Instituto Wyss y parte del grupo de Shih, primero plegó el ADN para lograr una forma de octaedro del tamaño de un virus, y luego aprovechó la precisión de la nanotecnología de ADN para construir manijas para colgar los lípidos, que a su vez dirigen el montaje de una sola membrana bicapa que rodea el octaedro. Bajo un microscopio electrónico los nanodispositivos revestidos son muy similares a los virus recubiertos. Perrault luego demostró que los nuevos nanodispositivos son capaces de sobrevivir en el cuerpo. Lo logró al cargarlos con un tinte fluorescente, inyectarlos en ratones, y utilizar imagenología de cuerpo completo para ver qué partes del ratón brillaban. En los ratones que recibieron los nanodispositivos sin recubrimiento sólo brilló la vejiga, lo que significa que los animales los descompusieron rápidamente y estaban listos para excretar sus contenidos. Pero en los animales que recibieron los nuevos nanodispositivos recubiertos, todo el cuerpo brilló durante horas, lo que mostró que los nanodispositivos permanecieron en el torrente sanguíneo por un tiempo similar al que los fármacos eficaces permanecen en el cuerpo. En el futuro, los nanorobots camuflados podrían activar el sistema inmunológico para combatir el cáncer o suprimir el sistema inmunológico para ayudar a que el tejido trasplantado se establezca.
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ELECTRÓNICA/NANOTECNOLOGÍA/CIENCIA DE LOS MATERIALES: IBM INVENTA UNA 'NANOIMPRESORA 3D' PARA OBJETOS MICROSCÓPICOS
El Departamento de Investigación de IBM en Zúrich (Suiza) ha logrado imprimir en 3D la portada de revista más pequeña de la historia, según ha quedado certificado en el Libro Guinness de los Records. Se trata de una portada de la edición de la revista National Geographic para niños, y los responsables del experimento aseguran que es tan pequeña que es invisible para el ojo humano. La nanoimpresora 3D utilizada por IBM utiliza silicio y un polímero y tardó 10 minutos en llevar a cabo la impresión de la portada de la citada revista. Los científicos imprimieron la imagen de dos pandas con el resultado de una capa de espesor de 11 x 14 micrometros, tan pequeña que dos mil como ella cabrían en un grano de sal. Para ello, han inventado una especie de minúsculo cincel con una punta de silicio cien mil veces más pequeña que la afilada punta de un lápiz, esta puede calentarse a 1.000 grados centígrados y está unida a una especie de voladizo flexible que escanea de forma controlable la superficie del material que sirve de sustrato, en este caso un polímero inventado por los químicos de IBM en Almaden (California), con la precisión de un nanómetro (la millonésima parte de un milímetro). Mediante la aplicación del calor y de la fuerza, la punta puede remover el material del sustrato basado en patrones predefinidos, operando así como una impresora 3D de ultra precisión. Esta nueva capacidad puede afectar a la creación de nuevos dispositivos de transistores, con mayor eficiencia energética y mayor rapidez de respuesta electrónica para casi cualquier cosa, desde los centros de procesamiento de datos en la nube hasta los teléfonos inteligentes. Los expertos explican que la impresora podrá ser de gran utilidad para los científicos, que podrán construir fácilmente prototipos para sus experimentos. Además, podría emplearse para la fabricación de los procesadores del futuro, ya que tiene la ventaja de que puede llegar hasta los 8 nanómetros. Para final del año 2014, IBM confía en comenzar a explorar el uso de esta tecnología para crear prototipos de transistores con material como el grafeno. Los científicos prevén otras aplicaciones, además de los transistores, como etiquetas de seguridad de tamaño nanométrica para prevenir la falsificación de documentos y pasaportes y de valiosas obras de arte, y en el emergente campo de la informática cuántica. Una forma de conectar los sistemas cuánticos es a través de radiación electromagnética o la luz. La
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punta de tamaño nanométrico se podría utilizar para crear patrones de alta calidad que permitan controlar y manipular la luz con una precisión sin precedentes. Armin Knoll, físico del departamento de Investigación de IBM, ha declarado que "para crear nubes con mayor eficiencia energética y centros de grandes datos más rápidos, necesitamos una nueva generación de tecnologías, incluyendo novedosos transistores. Pero antes de que podamos poner estas futuras tecnologías en producción masiva, necesitamos nuevas técnicas para la creación de prototipos por debajo de 30 nanómetros. Con nuestra nueva técnica podremos conseguir muy altas resoluciones hasta los 10 nanómetros, con una gran reducción de coste y de complejidad. IBM ha licenciado esta tecnología para una startup con sede en Suiza llamada SwissLitho, que ya está introduciéndola en el mercado bajo el nombre de NanoFrazor. Hace varias semanas, la empresa envió su primer NanoFrazor a Microfab Nanotools, de la Universidad McGill, en Canadá, donde científicos y estudiantes lo usarán para experimentar el diseño de nuevos nanodispositivos. Para celebrar la llegada del aparato, la Universidad creó un mapa de tamaño nanométrico de Canadá, con una anchura de tan sólo 30 micrómetros. El presidente ejecutivo de SwissLitho, Felix Holzner, ha declarado que "el campo de aplicación es muy amplio. Es una impresora 3D a escala microscópica. Se puede hacer cualquier estructura que se quiera, pero un millón de veces más pequeño con esta máquina". Otros usos del nuevo gadget también podrían ser de tipo comercial y publicitario, aunque para eso será necesario que pasen muchos años y se produzca una bajada elevadísima en su precio, ya que el modelo que utilizo IBM en su prueba cuesta medio millón de dólares.
CIENCIA DE LOS MATERIALES: YA ESTÁ EN USO LA BALA CON GPS Parece una cosa del futuro o de ciencia ficción, pero las balas que persiguen a su blanco ya son una realidad. El sistema denominado StarChase es una bala con GPS incluido que puede rastrear la ubicación de un vehículo sospechoso. La bala está diseñada para hacer persecuciones sin tener que arriesgar la vida de los policías o la de los demás. StarChase asegura ser un sistema mucho más seguro, a diferencia de las persecuciones actuales que la mayoría de las veces terminan en accidentes por balas perdidas o fuego cruzado. El sistema entra en acción presionando un botón en el interior del coche de policía. Esto provoca la liberación de una bala que se pega en el coche de delante. El sistema ya se usa en cuatro estados de EE.UU. (Iowa, Florida, Arizona y Colorado), y se está pensando llevar este dispositivo al Reino Unido. Como toda novedosa tecnología, no está exenta de críticas. Si bien puede resultar una tecnología muy importante para la policía, hay otras formas de rastrear vehículos sin el peligro de vulnerar la privacidad de civiles, afirma Dave Allen,
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profesor titular en la Universidad de Leeds, y co-autor de un informe sobre el futuro de la tecnología para la policía en Reino Unido. "Esta es una táctica importante para la policía. Ya hemos rescatado a niñas de trata de seres humanos y detenido a conductores bajo la influencia de drogas,", dijo Trevor Fischbach, Presidente de StarChase. Visto en: http://www.bbc.com/news/technology-24731080
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LINKS ESPAÑOL: BIOGRAFÍA RAY KURZWEIL: http://es.wikipedia.org/wiki/Raymond_Kurzweil INTELIGENCIA ARTIFICIAL, EL FUTURO DEL HOMBRE: https://sites.google.com/site/ciberneticamatematica/ REVISTA ELECTRÓNICA DE CIENCIA, TECNOLOGÍA, SOCIEDAD Y CULTURA: http://www.tendencias21.net/ EL MUNDO ENTREVISTA A RAY KURZWEIL, ENERO 2014: http://www.elmundo.es/opinion/2014/01/11/52d0b714e2704eb4058b4569.html ENGLISH: KURZWEIL ACCELERATING INTELLIGENCE: http://www.kurzweilai.net/
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