El nuevo gran mapa de la materia oscura podría refutar a Einstein

 La investigación más detallada hasta la fecha sugiere que el universo distribuye de forma más homogénea de lo que se esperaba, lo que contradice algunos planteamientos de la teoría de la relatividad general. No obstante, los responsables piden cautela y más investigación para confirmarlo

Tratar de describir la materia oscura es como intentar describir un fantasma que vive en nuestra casa: no se puede ver en absoluto, pero sí pueden verse todas las cosas que se mueven a su alrededor. La única explicación es una fuerza invisible, imposible de observar, de medir, con la que tampoco se puede interactuar de forma directa.

Sabemos que la materia oscura existe porque podemos observar sus efectos en todas las cosas que se mueven en el universo. Los científicos estiman que alrededor del 27 % del universo está compuesto de materia oscura (otro 68 % es energía oscura y el último 5 % son materia y energía ordinarias). Así que la gran pregunta es: ¿Dónde se encuentra exactamente y cómo se distribuye por el universo?

El proyecto internacional Dark Energy Survey (DES), formado por más de 400 científicos, quiere responder a esas preguntas. Acaba de publicar el mapa más grande y detallado de materia oscura del universo, con algunos hallazgos inesperados que no coinciden del todo con las ideas de la física que se remontan a Albert Einstein y a su teoría de la relatividad general.

DES es un esfuerzo por obtener imágenes del máximo número posible de galaxias como una base para mapear la materia oscura, porque la gravedad de la materia oscura tiene un papel importante en cómo se distribuyen estas galaxias. Desde agosto de 2013 hasta enero de 2019, decenas de científicos se reunieron para utilizar el telescopio Víctor M. Blanco de cuatro metros en Chile para estudiar el cielo en infrarrojo cercano

Hay dos claves para crear el mapa. La primera consiste simplemente en observar la ubicación y distribución de las galaxias en todo el universo. Esa disposición ofrece pistas sobre dónde se encuentran las mayores concentraciones de materia oscura.

La segunda requiere observar las lentes gravitacionales, el fenómeno en el que la luz emitida por las galaxias se estira gravitacionalmente por la materia oscura a medida que se mueve por el espacio. El efecto es similar a mirar a través de una lupa. Los científicos utilizan lentes gravitacionales para deducir cuánto espacio real ocupa la materia oscura cercana. Cuanto más distorsionada está la luz, mayor concentración de materia oscura.

Los últimos resultados se basan en los primeros tres años de datos de DES: más de 226 millones de galaxias observadas durante 345 noches. El investigador del University College London (Reino Unido) y de la École Normale Supérieure en París (Francia) Niall Jeffrey, uno de los jefes del proyecto DES, afirma: "Ahora podemos trazar un mapa de la materia oscura en una cuarta parte del hemisferio sur".

A nivel general, los datos coinciden con el llamado Modelo Estándar de Cosmología, que postula que el universo fue creado en el Big Bang y que su contenido total de masa-energía tiene 95 % de materia oscura y energía oscura. El nuevo mapa brindó a los científicos una visión más detallada de algunas vastas estructuras de materia oscura del universo que 

de otra manera permanecerían invisibles para nosotros. Los puntos más brillantes del mapa representan las concentraciones más altas de materia oscura y forman distintos grupos y halos alrededor de los vacíos de muy baja densidad. 

Fuente: Technologyreview

Diminutos robots controlados por campos magnéticos podrían revolucionar la biomedicina

 

Nuevos robots milimétricos pueden controlarse mediante campos magnéticos: son capaces de realizar manipulaciones altamente complejas y podrían servir para nuevos desarrollos en biomedicina, incluyendo dispositivos que deban insertarse en el cuerpo humano.

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang, en Singapur (NTU Singapur) han creado una serie de robots milimétricos que logran efectuar movimientos y manipulaciones de alta complejidad. Se gestionan a través de campos magnéticos: con el tamaño de un grano de arroz, podrían llegar a sitios hoy inaccesibles de nuestro cuerpo y facilitar importantes desarrollos en biomedicina.

De acuerdo a una nota de prensa, los movimientos de los robots pueden ser controlados de forma remota por un operador. Para ello se emplea un programa que se ejecuta en un ordenador de control, variando con precisión la fuerza y la dirección de los campos magnéticos, generados a su vez por un sistema de bobina electromagnética.

Las habilidades de estos robots permitirán que en un futuro cercano puedan inspirar procedimientos quirúrgicos novedosos, por ejemplo en órganos vitales a los que resulta más complejo acceder, como en el caso del cerebro.

Con ese propósito, los científicos están buscando que los dispositivos sean todavía más pequeños: planean llevarlos a unos pocos cientos de micrómetros. En el mismo sentido, intentarán lograr que sean completamente autónomos en términos de control.

Gracias a un profundo entendimiento de la física de estos robots en miniatura, los especialistas lograron controlar con precisión sus movimientos, en un nivel de detalle y complejidad que no se observa en otros desarrollos.

Aunque el campo de los robots miniaturizados se encuentra en pleno auge, y existen muchos dispositivos similares con aplicación en el campo de la biomedicina, los expertos asiáticos explicaron que los avances conseguidos ubican a esta tecnología a la vanguardia en su área.

Fuente: Tendencias21

Vuelven a crear el 'ordenador' más pequeño del mundo

El dispositivo de 0.3 mm de largo, más pequeño que un grano de arroz, podrá tener aplicaciones en investigación y medicina.

Existe la tendencia en tecnología a diseñar dispositivos cada vez más cómodos y accesibles. En poco se parecen los smartphone modernos, herramientas multiusos, a los esperpentos con antena de los 90. Mayor potencia, mejor diseño, menor tamaño. IBM fue un paso más allá y presentó este marzo el ordenador más pequeño del mundo (con medidas de 2x2x4mm); pero un nuevo aspirante ha venido para arrebatarle el título.

La nueva creacion de IBM junto a un grano de arroz

La Universidad de Michigan ha desarrollado un dispositivo una décima parte más pequeño que el de su rival IBM, de tan solo 0.3mm de largo y menor tamaño que un grano de arroz. Este nuevo dispositivo ha generado un debate entre las instituciones y la comunidad tecnológica sobre cuáles son los requisitos mínimos que deben existir para que un dispositivo se considere un ‘ordenador’.

Lo que ocurre con las recientes creaciones de IBM es que, en cuando su potencia cae, pierden todos sus datos y programación, a diferencia de los anteriores modelos en miniatura como el Michigan Micro Mote.

David Blaauw, quien lideró el desarrollo del nuevo sistema, afirma que “es cuestión de opinión si tienen los requisitos de funcionalidad mínimos” para considerarse ordenadores o no.

Desarrollo y propiedades

Además de la RAM y células fotovoltaicas, el dispositivo posee procesadores y transmisores y receptores inalámbricos. Al no poder tener una antena de radio convencional, los datos se reciben y transmiten a través de luz visible proporcionada por una estación base que proporciona potencia para la programación y recibe los datos generados. La luz de la estación base y el LED de transmisión del dispositivo inducen corrientes en los circuitos y alimentan el dispositivo, de embalaje transparente, a baja potencia.

Algunos de los problemas a los que tuvo que enfrentarse el equipo de Blaauw fueron inventar nuevas formas de diseñar el circuito de forma que fuese de baja potencia pero tolerase la luz y alcanzase los niveles de precisión deseados. El cambio de diodos, que pueden actuar como células solares, por condensadores conmutados fue una de las soluciones utilizadas durante el desarrollo.

¿Para qué podría utilizarse?

El dispositivo fue diseñado como un sensor de temperatura de alta precisión que convierte la temperatura en intervalos de tiempo definidos con pulsos eléctricos. Estos se medirían en un chip frente a un intervalo constante de la estación base y se convertirían de nuevo en temperaturas. El diseño de la Universidad de Michigan es capaz de medir temperaturas en regiones tan minúsculas como un grupo de células con un error de 0.1 grados Celsius. Con ellos se buscaba que el dispositivo tuviese aplicaciones directas en oncología.

De acuerdo con la propuesta del Profesor Gary Luker, ingeniero biomédico y colaborador en el proyecto, este ordenador podría ser utilizado para confirmar si las células tumorales poseen temperaturas más altas que los tejidos normales, como apuntan algunos estudios. De confirmarse, la diferencia de temperatura podría utilizarse para evaluar el éxito o fracaso del tratamiento. Además, un ordenador milimétrico podría tener aplicaciones en la diagnosis de glaucoma a través de la presión del ojo, estudios sobre cáncer, monitoreo de yacimientos de petróleo y de procesos bioquímicos o sistemas de vigilancia audiovisual.

Ajenos ya a lo que puedan aportar a otros campos, la comunidad científica tendrá que decidir si estos nuevos dispositivos cumplen los requisitos mínimos para ser considerados ‘ordenadores’ o el título de computadora más pequeña volverá a un modelo previo.

FUENTE: MUY INTERESANTE

Cómo cultivar cuatro toneladas de verduras al año en plena ciudad

Jaime Silverstein forma parte de una nueva generación de agricultores muy formados que intenta acortar la distancia entre las personas y los cultivos que consumen. Para ello emplea un contenedor hidropónico de alta tecnología capaz de funcionar incluso en aparcamientos

Jaime Silverstein trabaja en una granja, dentro de un contenedor, en Boston (EE. UU). Ella es parte de un movimiento cada vez mayor de agricultores urbanos que intentan utilizar instalaciones hidropónicas eficientes y de alta tecnología para acortar la distancia entre los habitantes de las ciudades y los alimentos que consumen.

Cultivos dentro de la jungla urbana

Silverstein trabaja como especialista en cultivos para Freight Farms, una compañía que diseñó las máquinas Leafy Green, unos contenedores repletos de equipos y herramientas hidropónicas capaces de producir de dos a cuatro toneladas de alimento al año, en cualquier clima o ubicación. "Puede colocarse en un aparcamiento de cemento, así que no hace falta tener un buen suelo", detalla Silverstein. Algo que a la mayoría de las áreas urbanas les falta.

Los contenedores producen principalmente (no se lo va a creer) verduras de hoja verde, como lechugas y acelgas, porque son rápidas de cultivar y pueden crecer muy juntas.

Y aunque uno de los principales atractivos comerciales de los contenedores es que permiten cultivar plantas sensibles al clima en un lugar que a menudo es frío y nevado como Boston, Silverstein tiene los ojos puestos en un premio mucho mayor: Freight Farms ha trabajado con la NASA en busca de fórmulas para llevar máquinas Leafy Green al espacio. La responsable detalla: "Hemos analizado cómo acelerar su tiempo de crecimiento [de las plantas] y cómo se puede comenzar con las semillas y los insumos para poder regenerarlos a lo largo del tiempo (con "insumos" me refiero a los nutrientes que necesitan las plantas para crecer y que pueden ser difíciles de conseguir en el espacio). Creo que es un trabajo realmente genial e interesante. No solo para el espacio, sino para hacer que todo el sistema hidropónico sea más sostenible y cerrado".

La nueva generación de agricultores

Silverstein es parte de un grupo creciente de personas jóvenes y formadas que ven en la agricultura una oportunidad de marcar una diferencia en el mundo. Según el Departamento de Agricultura de EE. UU., el número de agricultores de entre 25 y 34 años aumentó un 2,2 % entre 2007 y 2012. Es la segunda vez en el último siglo que este colectivo ha crecido. De estos nuevos jóvenes agricultores, el 69 % tiene títulos universitarios. Silverstein dice: "En principio, yo fui a la universidad para cursar política comercial y medioambiental. Creo que la agricultura y el cultivo de alimentos es una de las maneras más directas y significativas de reducir la huella ambiental".

Ayudar a la vida a florecer

Como especialista en cultivos, Silverstein es un híbrido de agricultora, científica y funcionaria. Cuando está en su escritorio, atiende a los clientes o se dedica a analizar los datos de las configuraciones de los cultivos de prueba de Freight Farms. Durante el resto del día se ensucia las manos haciendo todo tipo de cosas, desde trasplantar pequeñas plántulas hasta experimentar con las mejores maneras de hacer que las flores comestibles y los pimientos picantes crezcan en las paredes bañadas en luz violeta de los contenedores de la empresa.

En el tiempo que pasa codo a codo con las plantas se producen algunos vínculos muy profundos, pero también algunas bajas. Para Silverstein, esta es la parte más difícil del trabajo. La responsable concluye: "Empiezas a pensar que deberías haberlo hecho de otra forma o que a estas pobres plantas no les está yendo tan bien. Quiero mejorarlas. Todo el mundo tiene esa relación con las plantas".

Fuente: Technology Review

Consiguen crear neuronas nuevas dentro del cerebro de un ratón

Científicos chinos han conseguido por primera vez crear neuronas nuevas en el cerebro de un ratón. Han inyectado un cóctel de fármacos y provocado que unas células auxiliares llamadas astrocitos, se transformen y actúen como neuronas. Primer paso para la posible regeneración de cerebros humanos dañados por el Alzheimer, el Parkinson o por un accidente cerebrovascular.

Por primera vez, se ha probado con éxito un cóctel de fármacos para crear nuevas neuronas en el cerebro. Si este resultado, conseguido en ratones, se aplicara en el futuro a los seres humanos, podría reparar el cerebro de personas aquejadas por Parkinson o la enfermedad de Alzheimer, y eventualmente también restaurar tejido neuronal después de un accidente cerebrovascular o una lesión cerebral. Pero todavía queda un largo camino para determinar si este salto entre el cerebro de un ratón y de una persona, es posible para la ciencia. 

La regeneración del tejido cerebral dañado es uno de los objetivos tradicionales de la medicina. Siempre ha topado con un obstáculo: a diferencia de otros órganos, como el hígado o la piel, que tienen la capacidad de regenerarse, el cerebro nunca ha conseguido esta proeza. Cuando muere una neurona, ya es irrecuperable para toda la vida. 

Una nueva investigación desarrollada por científicos de la Universidad de Pekín ha conseguido sortear este obstáculo de una forma original: han convertido otras células cerebrales en neuronas. Es decir, no han conseguido recuperar neuronas, sino crear nuevas neuronas capaces de realizar la actividad de neuronas originales, explica NewScientist.

El milagro lo han operado en las células gliales, que representan la mitad del tejido nervioso y desarrollan misiones auxiliares para que las neuronas funcionen correctamente. Se diferencian de las neuronas en que no establecen conexiones entre ellas (sinapsis), si bien son capaces de percibir cambios ambientales y de liberar transmisores.

Las células gliales son imprescindibles para el buen funcionamiento del sistema nervioso, al que aportan estructura, nutrientes y protección. Una de estas células gliales se llaman astrocitos, están localizados en el sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal) y su número supera al de las neuronas: en el cerebro hay 10 veces más astrocitos que neuronas.

Los astrocitos, que tienen forma de estrella, se enrollan alrededor de las sinapsis, y sólo se producen durante la edad adulta. Y tienen una propiedad sorprendente que inspiró este descubrimiento: cuando se produce un accidente cerebrovascular, también llamado ataque cerebral, el flujo sanguíneo se detiene, el cerebro deja momentáneamente de recibir nutrientes y oxígeno, y eso provoca la muerte de neuronas, pero no de los astrocitos que la rodean.

Es decir, sobreviven a la muerte de una neurona, no perecen con ella. Es más, en esos casos, los astrocitos actúan como liberadores del factor de crecimiento nervioso que facilita la regeneración de las conexiones neuronales

Partiendo de todos estos conocimientos, los científicos chinos desarrollaron un cóctel de fármacos que convierten a los astrocitos en auténticas neuronas, es decir, pierden su naturaleza auxiliar y empiezan a comportarse como lo hace una neurona. Se vuelven activos y son capaces de conectarse con otras neuronas, algo que no podían hacer en su calidad de astrocitos. Los resultados se explican en un artículo pre publicado en BioRxiv.

Efectos duraderos

Los principios químicos activos en el cóctel son los que operan la transformación de los astrocitos, señalan los investigadores en su artículo. Añaden que queda demostrado que la combinación de moléculas presentes en el cóctel de fármacos inducen la reprogramación química in vivo de los astrocitos y los convierten en neuronas maduras funcionales, con las mismas características electrofisiológicas que una neurona sana. Y además, que estas neuronas generadas artificialmente en el cerebro pueden interactuar con las neuronas propias del cerebro seis semanas después del tratamiento.

El resultado obtenido duró dos semanas utilizando una dosis pequeña del cóctel de fármacos, si bien los investigadores comprobaron después de ocho semanas que las muestras de cerebro mostraban que entre el 80% y el 90% de los astrocitos cercanos a la zona de la inyección, se habían transformado en neuronas y comenzaban a producir proteínas neuronales específicas. Un año después, el efecto perduraba también, demostrando así que la conversión de astrocitos en neuronas podría durar mucho tiempo, sin necesidad de reforzar el tratamiento con un nuevo cóctel de fármacos.

Los autores destacan que, aunque es imposible saber si el tratamiento generó efectos secundarios, no apreciaron alteraciones de salud notables en los ratones del experimento.

Eso no significa que el resultado abra la puerta automáticamente a tratamientos similares con seres humanos, ya que se desconoce todavía qué tipos de neuronas pueden formar los astrocitos modificados, qué interacciones pueden generar con otras neuronas y, lo más importante, si este tratamiento puede afectar a la personalidad y a los recuerdos del paciente, profundamente implicados en sus redes de neuronas.

Habrá que esperar a despejar estas incógnitas para que este hallazgo pueda dar el salto del cerebro de un ratón a un cerebro humano y convertirse en tratamiento para personas aquejadas por la enfermedad de Alzheimer, el Parkinson o por un derrame cerebral. Pero se ha dado un paso prometedor en esa dirección.

FUENTE: TENDENCIA21

Hallada una nueva molécula eficaz contra la aterosclerosis y la miocarditis

Un estudio internacional con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado que el tratamiento con el péptido intestinal vasoactivo (VIP) disminuye el número y tamaño de las placas ateroscleróticas en el corazón, el arco aórtico y las arterias carótidas y la aorta, y también reduce la hipertrofia, el daño cardiaco y la fibrosis pericárdica característica de la miocarditis.

El estudio, realizado por investigadores del Instituto de Parasitología y Biomedicina López-Neyra en colaboración con la Universidad de Granada y la Universidad de Harvard y publicado en Journal of Immunology, se ha realizado en ratones, pero los resultados apoyan el inicio de estudios sobre el uso de la molécula VIP como un agente terapéutico para el tratamiento de aterosclerosis, inflamación cardiaca y cardiomiopatía dilatada y todas sus manifestaciones clínicas en humanos.

“La aterosclerosis ya no se ve como una simple acumulación pasiva de colesterol en las paredes de las arterias, y existen numerosas evidencias que indican que la respuesta inflamatoria crónica en la pared arterial y el desarrollo de respuestas autorreactivas contra componentes de la misma juegan un papel crítico en la patogénesis de la aterosclerosis, especialmente durante la fase de progresión y cuando la placa es más vulnerable”, explica el investigador del CSIC Mario Delgado, del Instituto de Parasitologia y Biomedicina López-Neyra.

“El péptido intestinal vasoactivo actúa a varios niveles, en distintos procesos patológicos claves para el desarrollo de la placa aterosclerótica y la miocarditis, lo que puede suponer una ventaja sobre tratamientos actuales que van contra un único componente”, indica Delgado. “Especialmente, VIP corrige la respuesta autorreactiva e inflamatoria contra la pared arterial y miocardio, y genera una respuesta protectora de mantenimiento de tolerancia inmunológica”, añade.

“Aunque el tratamiento con VIP reduce ligeramente los niveles de colesterol en sangre, este no es el mecanismo de acción terapéutica, por lo que se podría utilizar en combinación con medicamentos reductores de colesterol usados actualmente en clínica, y sobre todo tras con una dieta baja en colesterol”, señala Delgado. “VIP se ha usado en el tratamiento de otros modelos de enfermedades autoinmunes y carodiovasculares, y se ha utilizado como terapia en humanos en enfermedades inflamatorias y respiratorias, demostrando su seguridad y su eficiencia”, añade.

Las enfermedades cardiovasculares se han convertido en la principal causa de muerte a nivel global. Entre ellas, el infarto de miocardio e isquémico causados por la aterosclerosis encabezan las estadísticas de mortalidad y morbididad, y la miocarditis y la subsiguiente cardiomiopatía dilatada son las mayores causas de fallo cardiaco en jóvenes adultos. Por otro lado, la miocarditis se origina por exposición a toxinas o agentes infecciosos, y se caracteriza por una infiltración de células inflamatorias en el miocardio, con la consecuente pérdida de células musculares cardiacas y el desarrollo de fibrosis cardiaca.

“Diversas evidencias indican que la progresión de la aterosclerosis y la miocarditis depende del desarrollo de respuestas autorreactivas contra componentes del miocardio y la pared arterial, lo cual abre la posibilidad que aproximaciones terapéuticas inmunomoduladoras puedan ser efectivas en estas enfermedades cardiovasculares”, concluye Delgado.

FUENTE:  DICYT ;  CSIC

EE.UU. se plantea cómo llegar a Marte en 193 segundos

Estados Unidos se plantea manipular el espacio-tiempo para conseguir llegar a Marte en 193 segundos, según un informe secreto revelado por la prensa norteamericana. Los agujeros de gusano y el mecanismo warp son la base de este plan, considerado todavía muy remoto en el tiempo.

En algún momento después de agosto de 2008, el Departamento de Defensa de EE.UU. contrató a decenas de investigadores para estudiar algunas tecnologías aeroespaciales muy avanzadas que incluyen métodos nunca antes vistos de propulsión, sustentación y sigilo. 

El resultado fue un informe de 34 páginas que ha atraído la atención de los medios por las posibilidades, meramente teóricas, de tecnologías que permitirían, por ejemplo, llegar a Marte desde la Tierra en tan sólo 193 segundos o a Júpiter en media hora.

El informe se centra especialmente en la posibilidad de superar el límite de la velocidad de la luz para realizar viajes a través del espacio.

Señala que, en los últimos años, los físicos han descubierto dos lagunas que hipotéticamente permitirían trascender esa limitación: el puente Einstein-Rosen (comúnmente conocido como "agujero de gusano") y el desplazamiento por curvatura, también conocido como mecanismo warp.

Fundamentalmente, ambas ideas implican la manipulación del espaciotiempo de alguna manera exótica que permite un viaje más rápido que la luz, señala el informe.

El desplazamiento por curvatura es una forma teórica de propulsión superlumínica que permitiría propulsar una nave espacial a una velocidad equivalente a varios múltiplos de la velocidad de la luz. Este tipo de propulsión se basa en curvar o distorsionar el espacio-tiempo, de tal manera que permita a una nave acercarse al punto de destino tal como ocurría en la película Star Trek.

El agujero de gusano supone que es posible conectar dos regiones del espacio potencialmente distantes a través de un atajo topológico. Una nave entraría en un agujero de gusano y saldría por el otro extremo instantáneamente en una región remota del espacio y, supuestamente, también del tiempo. Es uno de los fundamentos de los hipotéticos viajes en el tiempo.

La forma en que esto podría funcionar, dice el informe, es mediante el uso de una gran cantidad de energía oscura para expandir una dimensión extra en una "burbuja". Esa burbuja sería lo suficientemente grande como para acoger una nave espacial de tal vez 100 metros cúbicos, aproximadamente del tamaño de un camión semirremolque.

Cambio dramático

"Si se pretende entretener de forma realista la noción de exploración interestelar en tiempos de la vida humana, es necesario un cambio dramático en el enfoque tradicional de la propulsión de las naves espaciales", escriben los autores.

Los autores sugieren que no podemos estar muy lejos de descifrar los misterios de otras dimensiones más altas e invisibles y de la así llamada energía oscura.

En cosmología física, la energía oscura es una forma de energía​ que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva.​

En Física también se cree que el universo puede no consistir en las tres dimensiones espaciales de longitud, ancho, ancho y una de tiempo, sino que, de hecho, puede haber hasta siete dimensiones adicionales.

"El control de este espacio de mayor dimensión puede ser una fuente de control tecnológico sobre la densidad de energía oscura y, en última instancia, podría desempeñar un papel en el desarrollo de tecnologías de propulsión exóticas, específicamente, un impulso warp", dice el informe.

Y agrega: "los viajes al planetas dentro de nuestro propio sistema solar tomarían horas en lugar de años, y los viajes al sistema estelar local se medirían en semanas en lugar de cientos de miles de años", concluye.

El informe, totalmente confidencial, fue destapado por una televisión de Nevada, ha sido objeto de información y análisis de diversos medios, como Business Insider, y difundido asimismo por Public Intelligence.

Sean Carroll, físico teórico de Caltech citado por Business Insider, matiza: "no hay ninguna posibilidad de que alguien dentro de nuestras vidas o en los próximos 1.000 años construya cualquier cosa que haga uso de cualquiera de estas ideas, para fines de defensa o algo así".

FUENTE: Tendencias21  

La importancia de la levadura sintética para el futuro de la humanidad

La investigación está recreando artificialmente los 16 cromosomas del hongo unicelular responsable de la cerveza. Su éxito podría conducir a algas de diseño que producen combustible, órganos a prueba de enfermedades e incluso la resurrección de especies extintas.

La relación entre el Homo sapiens y el hongo unicelular​ Saccharomyces cerevisiae, más conocido como levadura de cerveza, se remonta como mínimo a los sumerios. Los humanos descubrieron que podían aprovecharse de una especie microscópica a través de la fermentación. En la actualidad, las células de levadura se han vuelto expertas en la producción de etanol e insulina, y son el caballo de batalla de los laboratorios de investigación.

Pero esto no significa que el S. cerevisiae no pueda mejorarse aún más, o al menos eso es lo que está intentando Jef Boeke. El director del Instituto de Genética de Sistemas de la Universidad Langone Health en Nueva York (EE. UU.) dirige un equipo internacional de cientos de personas, cuyo objetivo consiste en sintetizar las 12,5 millones de letras genéticas que componen el genoma de las células de levadura.

Para ello, deben reemplazar cada uno de los 16 cromosomas de la levadura por ADN sintético producido en sintetizadores químicos del tamaño de una estufa. Poco a poco, Boeke y su equipo, que procede de casi una 12 de instituciones distintas, están modernizando el genoma de la levadura y asegurándolo para que los investigadores puedan juguetear con sus genes. Al final, la levadura sintética, llamada Sc2.0, debería ser 100% personalizable.

Boeke afirma: "En los próximos 10 años, la biología sintética producirá todo tipo de compuestos y materiales con microorganismos. Esperamos que nuestra levadura juegue un papel importante en este cambio".

El proyecto podría compararse con el del primer auto fabricado por Henry Ford: hecho a mano y el único de su clase. Pero gracias a él, algún día podríamos diseñar genomas en la pantalla de un ordenador de forma rutinaria. En lugar de diseñar o editar el ADN original de un organismo, imprimir una copia nueva podría resultar más fácil. Imagine algas de diseño que producen combustible; órganos a prueba de enfermedades; o incluso, especies extintas que vuelven a la vida. "Esto podría ser más importante que la revolución espacial y la informática", opina el experto en genómica de la Escuela de Medicina de Harvard (EE. UU.), George Church.

Vídeo: Un vídeo producido por la Universidad de Nueva York describe el análisis de la levadura con ADN parcialmente sintético. DOCTORBEE54 | Youtube

Los investigadores ya han conseguido sintetizar las instrucciones genéticas que operan a virus y bacterias. Pero las células de levadura son eucarióticas, lo que significa que sus genomas están encerrados dentro del núcleo celular y agrupados en forma de cromosomas, igual que los de los humanos. Sus genomas son también mucho más grandes, lo que complica la tarea, ya que sintetizar ADN es mucho más caro que leerlo.

Actualmente se puede secuenciar un genoma humano por unos 800 euros, y el precio sigue bajando. En comparación, para reemplazar cada letra de ADN en la levadura, Boeke tendrá que gastarse unos 1,2 millones de euros. A ese coste hay que añadir la mano de obra y los gastos informáticos, por lo que el coste total del proyecto, que lleva en marcha desde hace una década, será considerablemente mayor.

Junto a Church y otros investigadores, Boek lidera la organización GP-write, que de defensa de la investigación internacional centrada en reducir el coste del diseño, la ingeniería y los análisis genómicos por un factor de 1.000 durante la próxima década. Boeke detalla: "Tenemos toda clase de desafíos como especie en este planeta, y la biología podría tener un gran impacto en ellos. Pero para ello necesitamos reducir los costes".

Fuente: Technologyreview

Un proceso cuántico convierte en electricidad la radiación infrarroja

Científicos saudíes han encontrado la forma de obtener electricidad a través de la radiación infrarroja que emite el planeta. Se han valido de nano-antenas que usan el efecto túnel cuántico para que los electrones puedan traspasar un diodo y transformar las ondas infrarrojas en corriente eléctrica. Un prototipo que puede revolucionar el sector energético.

La mayoría de la luz solar que golpea la Tierra es absorbida por sus superficies, océanos y atmósfera. Como resultado de este calentamiento, la radiación infrarroja se emite constantemente a nuestro alrededor. 

Estimada en millones de gigavatios por segundo, esta radiación infrarroja residual es capaz de abastecer la demanda energética de la humanidad miles de veces. 

Un equipo de Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá, en Arabia Saudita,  ha desarrollado un dispositivo que puede aprovechar esta energía, así como el calor residual de los procesos industriales, y transformarla  en electricidad útil. 

A diferencia de los paneles solares que están limitados por las horas del día y las condiciones climáticas, el calor infrarrojo puede ser recogido las 24 horas del día. Una forma de lograrlo es tratar el exceso de calor infrarrojo como ondas electromagnéticas de alta frecuencia. 

Utilizando antenas diseñadas específicamente para esta investigación, las ondas electromagnéticas recogidas se envían a un rectificador, típicamente un diodo semiconductor, que convierte las señales alternas en carga de corriente continua para baterías o dispositivos eléctricos. 

Efecto túnel 

El proceso se consigue mediante la fabricación de una rectenna o rectena, (rectifying antenna  o antena rectificadora), un tipo especial de antena que se usa para convertir directamente microondas en corriente continua. En esta investigación, como la longitud de las ondas infrarrojas es extremadamente corta, para poder aprovecharlas fue necesario construir rectenas realmente minúsculas. 

Además, las ondas infrarrojas oscilan miles de veces más rápido que un semiconductor típico. "No hay ningún diodo comercial en el mundo que pueda funcionar con tanta frecuencia", explica Atif Shamim, líder de proyecto de KAUST, en un comunicado. Por eso han recurrido al efecto túnel. 

El efecto túnel es un fenómeno cuántico que permite a una partícula superar una barrera que en teoría no podría traspasar por falta de capacidad. Por ejemplo, una bala disparada desde la base de una montaña necesita una cierta cantidad de energía para llegar a la cúspide y llegar al otro lado. Pero una bala cuántica no: puede llegar al otro lado de la montaña gracias a la indeterminación de su posición, que es la base de cualquier fenómeno cuántico. 
Pues ese efecto túnel, según los investigadores, puede ayudar a la construcción de las citadas antenas nanométricas y obtener energía de la naturaleza: los electrones pueden atravesar una pequeña barrera, gracias a un diodo regido por el efecto túnel (Metal-Insulator-Metal), y transformar las ondas infrarrojas en corriente eléctrica.

Nano-antena con diodo 

Lo han comprobado construyendo una nano-antena en forma de mariposa que incorpora una película aislante muy delgada entre dos brazos metálicos ligeramente recubiertos de oro y titanio. 

El invento es capaz de generar campos eléctricos intensos, necesarios para el buen funcionamiento de la nano-antena. El diodo MIM ha capturado con éxito la radiación infrarroja y sólo se enciende cuando es necesario. 

Y aunque de momento sólo se trata de una etapa del proceso innovador superada con éxito, todavía quedan muchos problemas técnicos por resolver antes de que pueda confirmarse la viabilidad del dispositivo. 

Uno de los problemas a resolver es que consume mucha energía, pero si las investigaciones se desarrollan según lo previsto, será posible conectar millones de micro-antenas para aumentar la producción de electricidad en un país o una región. Toda una revolución para el sector energético. 

Fuente: tendencias21

Un polímero fotovoltaico permite ver luz a retinas dañadas

Un equipo de neurocientíficos y científicos de los materiales ha demostrado que un polímero fotovoltaico puede devolver a las retinas lesionadas la capacidad de detectar la luz, lo que ofrece la esperanza de conseguir una forma sencilla de devolver la visión a muchas personas con enfermedades degenerativas oculares.
Las personas con retinosis pigmentaria y algunas variedades de degeneración macular pierden la vista porque sus células fotorreceptoras -los bastones y conos que detectan la luz en sus retinas- dejan de funcionar o mueren. El nuevo trabajo, llevado a cabo por científicos del Instituto Italiano de Tecnología en Génova y publicado la semana pasada en la revista Nature Photonics, sugiere que incorporar el polímero orgánico a las retinas de pacientes con estas condiciones podría servir para resolver este problema en el futuro. El polímero, que convierte la luz en estimulación eléctrica, no requiere una fuente de energía, como es el caso de otras prótesis de retina artificial
Otros grupos han desarrollado implantes de retina, series de electrodos que suplen la función de las células que faltan (ver "Un microchip para recuperar visión" y "Una prótesis que devuelve visión a las personas ciegas, aprobada en Estados Unidos"). Pero estos sistemas ofrecen una resolución limitada y dependen de rígidos microchips que no se pueden adaptar a la curvatura del interior del ojo.
"Ni siquiera un fino chip de silicio es plegable, así que un polímero orgánico podría ser la próxima generación de potenciales prótesis de retina capaces de permitir una cobertura mayor de la retina porque se pueden doblar", afirma Stephen Rose, director de investigación en la organización sin ánimo de lucro Fundación Luchando contra la Ceguera.
Los investigadores italianos, dirigidos por el neurocientífico Fabio Benfenati y el científico de los materiales Guglielmo Lanzani, empezaron con lo que Benfati denomina "una locura": "intentar cultivar neuronas encima de estos polímeros fotovoltaicos y ver si la iluminación del polímero era capaz de excitar las neuronas". Como informaron él y sus coautores en 2011, esto era posible.
En el nuevo estudio, las retinas lesionadas se colocaron sobre un trozo de cristal cubierto por el polímero. Benfati y sus compañeros registraron la actividad eléctrica de las neuronas restantes en la retina que normalmente enviarían axones al cerebro en respuesta a la luz. Al enfocar el montaje con una luz descubrieron actividad neuronal parecida a la que se observaría en una retina sin lesiones. Su hipótesis es que cuando el polímero está expuesto a la luz, se acumulan cargas negativas sobre su superficie; estas cargas negativas quitan las cargas positivas del exterior de la neurona, provocando que se dispare.
Las retinas colocadas sobre el cristal cubierto de polímero respondieron a niveles de luminosidad equivalentes a la luz diurna, lo que significa que la tecnología "tiene el potencial para los implantes de retina", explica Benfati. Sin embargo, el polímero no respondió a toda la gama de sombras y luminosidad que pueden manejar los fotorreceptores normales. Los autores sugieren que las próximas generaciones de la película podrían ser capaces de hacerlo, Mientras tanto, han empezado a ensayar implantes cubiertos de polímero en ratas con retinosis pigmentaria.

Fuente: technologyreview
Web amigas: Estado Carabobo

Cinturón de seguridad y airbag, dos en uno

El nuevo cinturón de seguridad trasero hinchable de Ford combina las características de unairbag con las de un cinturón de seguridad convencional. El dispositivo tendrá su debut en el nuevo modelo de Mondeo y estará disponible en España a mediados de 2013.
El nuevo cinturón hinchable funciona como un cinturón de seguridad normal y, en caso de accidente, se despliega en menos de 40 milisegundos como un airbag. Para ello utiliza el gas comprimido alojado en un cilindro debajo del asiento trasero, y que entra en el cinturón a través de una hebilla.
"Ofrece refuerzo suplementario en la cabeza y el cuello y por ello es especialmente efectivo si lo llevan niños pequeños o personas mayores, que son más vulnerables en caso de accidente", ha indicado Joerg Doering, ingeniero de cinturones de seguridad de Ford Europa. Según investigaciones de Ford, más del 90 por ciento de los usuarios que probaron los cinturones de seguridad hinchables los encontraron igual o más cómodos que los cinturones de seguridad convencionales porque están acolchados y son más suaves.
"Hemos probado el sistema ampliamente haciendo uso de toda nuestra familia de muñecos de pruebas de choque y ofrece protección extra más allá de los sistemas estándar de cinturones de seguridad traseros", ha explicado Doering. El nuevo dispositivo aún no está disponible en Europa, y se prevé que llega a España a mediados del año 2013.

Fuente: Muy interesante
web amiga: Estado Carabobo

Una nueva pantalla 3D que permitiría a teléfonos y tabletas producir hologramas

Un nuevo tipo de pantalla tridimensional desarrollada en el laboratorio HP Labs, reproduce vídeos como hologramas sin la necesidad de utilizar partes móviles ni gafas. Los vídeos reproducidos en el sistema de HP flotan por encima de la pantalla y los espectadores pueden dar vueltas a su alrededor y experimentar una imagen o un vídeo desde hasta 200 puntos de vista distintos, como si caminaran alrededor de un objeto real.

La pantalla se hace modificando una pantalla de cristal líquido convencional (LCD), el mismo tipo de pantalla que se encuentra en la mayoría de los teléfonos, portátiles, tabletas y televisiones. Los investigadores esperan que estos sistemas 3D permitan nuevos tipos de interfaces de usuarios para los aparatos electrónicos portátiles, los juegos y la visualización de datos. El trabajo, llevado a cabo en HP Labs en Palo Alto, California (EE.UU.), depende de complejos procesos físicos para hacer pantallas 3D que pueden ser de un grosor de medio milímetro.

El 3D convencional -el tipo que se encuentra en las salas de cine- proporciona al espectador una única perspectiva. La clave para hacer una pantalla multivisión en 3D es reproducir todos los rayos de luz que refleja un objeto en todos los ángulos y enviar una imagen distinta al ojo izquierdo y derecho del espectador. Algunos sistemas para producir imágenes 3D multivisión requieren espejos giratorios; otras usan sistemas de láseres y múltiples procesadores gráficos.

La pantalla de HP usa surcos con nanopatrones que el investigador de HP David Fattal (uno de los 10 innovadores franceses premio MIT Technology Review Innovadores enores de 35), quien dirigió el trabajo denomina "píxeles direccionales", para enviar la luz en distintas direcciones. Esto hace que no sean necesarias partes móviles y además los nanopatrones se incorporan a un componente ya existe en la pantalla, la retroiluminación.

Un LCD convencional usa una lámina de plástico o cristal cubierta de puntos en relieve que dispersan la luz blanca y la dirigen a través de los filtros de color, polarizadores y obturadores de la pantalla hacia el espectador. Esta nueva pantalla 3D amplía investigaciones ópticas que demuestran cómo el recorrido, el color y otras propiedades de la luz se pueden manipular pasándola por materiales con patrones grabados a nanoescala.

La pantalla de HP reemplaza los puntos que dispersan la luz al azar en un LCD normal por surcos con patrones específicos. Cada "pixel direccional" tiene tres juegos de surcos que dirigen la luz roja, verde y azul respectivamente en una dirección concreta. El número de píxeles direccionales determina el número de puntos de vista que puede producir la pantalla. La luz de los píxeles pasa entonces por una serie convencional de obturadores de cristal líquido que dejan pasar o bloquean la luz para crear una imagen en movimiento, igual que en un LCD convencional.

Por ahora, los investigadores de HP han demostrado imágenes estáticas con 200 puntos de vista y vídeos con 64 puntos de vista y 30 fotogramas por segundo por ahora. La cifra de puntos de vista en el sistema de vídeo se ve limitada por su capacidad de unir la retroiluminación con los obturadores de nanopatrones de cristal líquido en el laboratorio. Fattal explica que el sistema debería ser fácil de fabricar, porque es un LCD modificado.

La ciencia ficción nos ha dado innumerable imaginería de interfaces de ordenador futuristas que permiten a la gente manipular datos, imágenes y mapas moviendo las manos en medio de flujos de hologramas.  La tecnología para hacer seguimiento de los gestos está bastante bien desarrollada, afirma Fattal, sistemas como Kinect de Microsoft están disponibles directamente. Según él, todo lo que falta son sistemas prácticos para producir imágenes 3D de alta calidad que se puedan ver desde múltiples posiciones alrededor de una pantalla.

Ha habido muy poca innovación en la física básica necesaria para crear imágenes 3D desde principios del siglo XX, afirma Gordon Wetzstein investigador del grupo Camera Culture del Media Lab del Instituto de Tecnología de Massachusetts (EE.UU.). Wetzstein no ha participado en este trabajo. La mayoría de las televisiones 3D y otros sistemas disponibles en el mercado usan antiguos trucos ópticos -gafas especiales para filtrar parte de la imagen para el ojo izquierdo o derecho, por ejemplo- para crear la ilusión de profundidad. Afirma que la nueva pantalla "está transformando una tecnología que lleva 100 años funcionando".

Fattal reconoce que producir contenido para la nueva pantalla requiere 200 imágenes distintas. Algunos de estos datos de imágenes se pueden reconstruir digitalmente -no hace falta usar 200 cámaras- pero para el futuro próximo, las aplicaciones más prometedoras para estas pantallas probablemente tengan que ver con mostrar imágenes generadas por ordenador. "Una interfaz 3D para un teléfono móvil o un portátil podría mostrar distintas ventanas unas al lado de otras, o los arquitectos podrían usar una tableta para mostrar una maqueta 3D a un cliente en vez de construir una maqueta física", explica Fattal. "O se podría usar un reloj inteligente para ver Google Maps en 3D".

Fuente: Technologyreview

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Diseñan una mano biónica con sentido del tacto

Científicos de Pisa (Italia) y Lausana (Suiza) han diseñado una mano biónica, que permite sentir lo que está tocando, que será probada por primera vez a finales de este año en un joven italiano que perdió la parte inferior de su brazo en un accidente. Los prototipos anteriores proporcionaban menos sensibilidad, puesto que esta prótesis envía señales desde la punta de los dedos, desde la palma y desde la muñeca.

La primera mano biónica que permitirá a un paciente sentir lo que está tocando será implantada temporalmente a finales de este año a un joven italiano que perdió la parte inferior de su brazo en un accidente. 

Será una intervención pionera que podría suponer la llegada de una nueva generación de prótesis dotadas de percepción sensorial, señalan los responsables del proyecto.

La mano biónica, informa SINC, ha sido desarrollada por Prensilia, una spin off de la Escuela Superior de Santa Ana, en Pisa (Italia), en colaboración con investigadores de Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza). 

Según han señalado los investigadores, la mano se unirá directamente al sistema nervioso del paciente través de electrodos recortados en los nervios medio y cubital del brazo, lo que le permitirá controlar la prótesis con sus pensamientos. Además, añaden, podrá recibir señales sensoriales en su cerebro procedente de los sensores de la mano biónica.

La prótesis no se implantará, por el momento, de forma permanente al paciente. El plan es que la lleve durante un mes para ver cómo se adapta. 

Si todo va bien, ya se está desarrollando un modelo más perfeccionado para nuevas pruebas dentro de dos años. 

El mismo equipo ya probó en 2009 un modelo previo de mano biónica con un paciente llamado Pierpaolo Petruzziello, que perdió la mitad de su brazo en un accidente automovilístico. 

Petruzziello fue capaz de mover los dedos de la prótesis, cerrarla como un puño y sostener objetos. Durante las pruebas dijo que tenía la sensación de agujas pinchadas en la palma de la mano. 

Esta primera versión solo tenía dos zonas sensoriales, mientras que el nuevo prototipo enviará señales desde las puntas de los dedos, pasando por la palma y hasta la muñeca, indican los investigadores.

Fuente: Tendencias21 

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Nuevo método transforma el dióxido de carbono en energía renovable

Un especialista de la Universidad de Delaware, en Estados Unidos, ha desarrollado un método que transforma el dióxido de carbono (CO2), un gas de efecto invernadero cuyas emisiones son una de las principales causas del cambio climático, en energía limpia que puede ser empleada como combustible para vehículos, por ejemplo. Si esta alternativa avanza podrían reducirse los niveles de CO2, además de obtenerse un nuevo método de producción de energías renovables.

Un nuevo método para producir energía renovable aprovechando el dióxido de carbono ha sido desarrollado en la Universidad de Delaware, Estados Unidos. Este avance, que ha sido merecedor de un importante premio, tendría una doble implicación positiva: por un lado, permitirá disminuir los niveles de CO2 y, por otro, permitirá avanzar en la generación de combustibles a base de energías limpias.

La investigación, desarrollada por Joel Rosenthal, obtuvo concretamente el Ralph E. Powe Junior Faculty Enhancement Award, un premio otorgado por Oak Ridge Associated Universities (ORAU), un consorcio de 98 universidades. Rosenthal fue uno de los 30 ganadores de este premio en Estados Unidos, que tiene como objetivo la mejora y optimización de las investigaciones.

El premio incluye 5.000 dólares de financiación inicial (unos 3.460 euros), aportados por ORAU, y otros 5.000 dólares que corren a cargo de la universidad que acoge el proyecto. Además de enriquecer la investigación, el galardón pretende servir como referencia e impulso para nuevas oportunidades de financiación.

La innovación gira en torno a electrocatalizadores de metales como el níquel y el paladio, que producen electrones al reaccionar con el dióxido de carbono. Esto genera un efecto químico que permite la reducción de este gas de efecto invernadero y su transformación en monóxido de carbono o metanol, ricos en energía para múltiples usos.

Importantes aplicaciones

Además de su uso en la fabricación de plásticos, solventes, alfombras y otros productos, el metanol es empleado como combustible en coches de carrera en los Estados Unidos, y actualmente se está investigando su posible empleo como portador de hidrógeno para los vehículos que utilizan pilas de combustible.

El monóxido de carbono, por su parte, es un importante complemento para el trabajo con hidrocarburos líquidos en el campo de la energía, además de tener aplicaciones como producto químico industrial para la producción de plásticos y detergentes o para desarrollar el ácido acético utilizado en la conservación de alimentos, fabricación de medicamentos y otros campos.

El novedoso método ha sido difundido a través de una nota de prensa de la Universidad de Delaware, y además mereció un artículo en el medio especializado Science Daily. Rosenthal obtuvo su licenciatura en química orgánica en la New York University, y su doctorado en química inorgánica en el MIT.

En esa etapa de su formación, el investigador estudió los distintos procesos de conversión de energía y catalización. Su asesor de doctorado en el MIT fue Dan Nocera, un científico líder en el terreno de la investigación en energías renovables. Rosenthal llegó a la Universidad de Delaware el pasado otoño, y allí ha conformado un grupo de investigación compuesto por ocho especialistas, dedicados al proyecto en cuestión.


Ecología y generación energética

Según el propio Joel Rosenthal, la reducción catalítica del dióxido de carbono al monóxido de carbono es una transformación de gran trascendencia, ya que permitiría la disminución de los niveles atmosféricos de CO2, mientras que produciría un sustrato rico en energía que serviría de base para la producción de combustibles.

El científico tiene como propósito optimizar los procesos químicos que permiten concretar esta transformación, pero con el objetivo final de generar combustible líquido a partir de fuentes renovables como la energía eólica y solar, sin emplear la base tradicional de combustibles fósiles.

A nivel ecológico, es evidente que el problema del CO2 es muy importante. Por eso, Rosenthal busca trazar los principios de diseño molecular que permitan la conversión de CO2 en combustibles eficientes. Una vez que se concrete este paso, será posible desarrollar esta técnica a escala comercial.

Cabe recordar que las estimaciones más conservadoras predicen que para el año 2050 la tasa de consumo de energía mundial se duplicará con relación a las cifras registradas sobre finales del siglo XX. Asimismo, la mayoría de los científicos cree que el aumento de los niveles de dióxido de carbono es una de las causas principales del cambio climático global. Evidentemente, dos condiciones que incrementan la importancia de este nuevo método.


Fuente: tendencias21