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La orientación de las palomas

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Inclusive con el avance de la tecnología muchos países y personas siguen usando a la paloma mensajera, incluso para enviar información en dispositivos electrónicos. (Imagen: teknologeek.com)

Desde chico me llamaron la atención las palomas, cuando las veía en el parque comiendo las migajas de pan que les tiraban los ancianos o al oírlas zurear en alguna ventana, pero particularmente me gustaban las historias que leía sobre las palomas mensajeras que habían en gran parte, cambiado la historia en las dos guerras mundiales (Inclusive se les otorgó la medalla Dickins al valor y gallardía animal) y más recientemente en la guerra de Irak. Me inquietaba saber cómo es que estas curiosas aves, que en ocasiones pueden ser consideradas verdaderas plagas podías sin más ni más emprender el vuelo y llegar a su destino a cientos o inclusive miles de kilómetros de distancia.

Hoy gracias a la ciencia podemos saber que el cerebro de las palomas cuenta con neuronas que ayudan a codificar el campo magnético de la tierra, dotando a las aves de un sistema GPS interno, según se menciona en un nuevo estudio que será publicado en Science anuncia Science Express.

Desde hace tiempo los científicos han sabido que varios animales como los zorros, los animales e incluso los seres humanos cuentan con receptores internos del campo magnético, pero por primera vez han tratado de explicar el cableado del cerebro que puede utilizar estos receptores y darle en este caso a las palomas un sentido de dirección. Para ello pusieron algunas aves en la obscuridad y monitorizaron sus cerebros.

Le-Qing Wu y J. David Dickman del Baylor College of Medicine hablan en Science de una investigación previa donde se describen receptores en los picos de las aves así como en otras áreas en diferentes vertebrados.  Una vez identificados estos se dieron a la tarea de estudiar las redes neuronales responsables de darle sentido a esas señales.

Los investigadores utilizaron siete palomas despiertas. Para eliminar los efectos del magnetismo terrestre utilizaron una bobina de Telsa, provocando un campo artificial. Posteriormente colocaron a las palomas en una habitación obscura para de ese modo evitar cualquier efecto de luz-polarización, del que también se sugiere tiene efectos en las capacidades de navegación magnética de los animales. También estabilizaron las cabezas de las aves para que ellos no pudieran utilizar los receptores de posición del oído interno.

Una vez controladas todas las variables anteriores, Wu y Dickman ajustaron las del campo magnético modificando entre otras la magnitud y altitud. Utilizaron un marcador genético para identificar cuando las neuronas se activaban, centrándose en las áreas neuronales que ya previamente se habían identificado como las responsables de este procedimiento. Al final, se detectaron 53 neuronas cerebrales en los tallos de las aves que tenían muchísimo más actividad que el resto, siendo además más sensibles a los rangos correspondientes a los de la Tierra, 20 micro-Tesla (mT) al nivel del ecuador a más de 60 mT en los polos magnéticos.

Existen cambios en los polos a través del tiempo, por lo que los investigadores creen que estas neuronas deben ser adaptables, ya fuese por evolución o por la plasticidad cerebral, a juicio de quien escribe me inclino más por la segunda opción, ya que el proceso de la evolución podría en este caso ser más lento que el que implica el cambio del magnetismo en los polos, pero recordemos que en ciencia nada está escrito y debemos demostrarlo.

Paloma mensajera con cámara fotográfica

Paloma mensajera con cámara fotográfica (Imagen: elcantodelpregonero.wordpress.com/)

Wu y Dickman creen que la información magnética es trasmitida a las neuronas a través del oído interno, pero también es posible que los receptores del pico y/o de la retina estén involucrados. Ellos comentan que las neuronas codifican un vector geomagnético, con el cual pueden tener la posición del ave y su dirección en la partida, es decir un sistema global de posicionamiento o GPS por sus siglas en inglés.

Aún tenemos misterios por resolver como es el saber exactamente la forma en que las neuronas logran establecer un sistema de orientación y navegación.

Sin duda alguna es un dato curioso, pero podemos encontrarle interesantes aplicaciones, imagínense ustedes, si también se han detectado sistemas similares en los humanos como ya señalabamos, conociendo su funcionamiento en forma adecuada y logrando entrenar este “sexto” sentido, tal vez inclusive agudizándolo más con la tecnología, los satélites podrían llegar al desuso, al menos con en lo que a GPS se refiere… obviamente para eso falta mucho, pero soñar es el primer paso para grandes descubrimientos.

Fuente: PopSci.com

(P.D. ¿Algún día lograré tener mi palomar con el que soñé con mi padre?

 

Otorgan Premio Príncipe de Asturias a un neurobiólogo mexicano

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Arturo Álvarez-Buyllam impartiendo una conferencia en el Centro de Ciencias Genómicas de la UNAM en el 2008. Fuente: http://www.lcg.unam.mx

Nuevamente un mexicano es premiado por sus aportaciones a la ciencia y nuevamente es egresado de la UNAM, pero tristemente nuevamente nos damos cuenta de que su trabajo no fue realizado en nuestro país, otro caso para la lista de “cerebros fugados“.

Arturo Álvarez-Buylla nació en México, estudio Investigaciones Biomédicas en el Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM (1983), para posteriormente estudiar un doctorado en la Universidad Rockefeller y jamás volver. Ahí en el laboratorio del doctor Bottebohm estudió la migración de neuronas jóvenes en pájaros cantores adultos. Esto lo inspiró para posteriormente, ya en la Universidad de California en San Francisco (UCSF) en el 2000, investigaría el funcionamiento de células madre en adultos.

Estos estudios le han valido que sea considerado como uno de los padres de la neurogénesis, realizando actualmente investigaciones sobre el funcionamiento y regulación de células del tallo neural en el cerebro adulto de los mamíferos. Así mismo estudia los mecanismos de la diferenciación y migración de nuevas neuronas y de como las células madre se relacionan con la tumorogénesis cerebral.

Sus investigaciones presentan un potencial insospechado para el conocimiento de enfermedades como Parkinson, Alzheimer, epilepsia y tumores cerebrales, así como sus posibles tratamientos. Todo ello le ha valido que se le otorgue en Octubre próximo el Premio Príncipe de Asturias en su categoría Investigación Científica y técnica 2011, junto con los investigadores Joseph Altman (EUA) y Giacomo Rizzolatti (Italia)

Pero debemos resaltar nuevamente su estadía en el extranjero, he mencionado ya en repetidas ocasiones que la Ciencia y el desarrollo científico y tecnológico son las mejores inversiones que pueden hacer los gobiernos, aunque lamentablemente pareciese que en nuestro país no es así. Pues bien recientemente Álvarez-Buylla dictó una conferencia en la Universidad de Colima, donde opinó algo muy similar, “el apoyo a la investigación y la cultura en México han sufrido en los últimos años y creo que en México hay una cantidad de creatividad y de historia científica que se debe aprovechar“.

Enfatiza que hubo un rezago en la ciencia en nuestro país, siendo que países como Corea y España (y ellos se quejan), tenían un nivel de crecimiento es este rubro muy similar en nuestro país, ahora las diferencias parecen abismales. Considera que los gobiernos no ven los dividendos de esta inversión a corto plazo, ni las ventajas de invertir en programas académicos y de investigación, resultando poco atractivo.

Pero seguramente otra vez oiremos los bombos y platillos de nuestro gobierno como en otras ocasiones lo han hecho, festejando el orgullo de que un mexicano sea galardonado, obviamente saliendo por la tangente en cuanto a la inversión en Ciencia y otras muchas deficiencias. No es un problema nuevo, no podría echarle la culpa al gobierno actual de ello, simplemente el mismo Álvarez-Buylla se fue desde la década de los 80′s, pero que el origen no estuviese en el gobierno actual no lo exculpa, puesto que poco o más bien nada se ha hecho por mejorar la situación, de hecho este fenómeno se da cada vez más.

¿Qué esperamos para actuar como país y como gremio?

Este artículo se publica en forma simultánea en Medtropoli.net y El Ocio de la Ciencia, por las implicaciones que tiene en ambos blogs por su contenido.

 

 

Natalie Portman: La científica que ganó un Óscar

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Natalie Portman en Black Swan, papel que le valió el Óscar

El estereotipo comúnmente asignado a los que se dedican a la Ciencia es más cercano a lo que dibuja el popular programa The Big Bang Theory (TBBT) al de un sex symbol o una persona sumamente popular, pero tenemos claras excepciones que pudiesen ser las que “comprueban la regla”.

El domingo pasado la Academy of Montion Picture Arts and Sciences entregó el Óscar, su más importante presea, a Natalie Portman, como mejor actriz principal, una de las categorías más esperadas durante el certamen. ¿Pero esto qué tiene que ver con Ciencia?

Pues bien, hoy me entero gracias al periódico The New York Times que Natalie, una actriz cuyo desempeño siempre me ha gustado, a sus 29 años no solo ha sido nominada 2 veces al Oscar, ganándolo este año y a infinidad de otros premios (p. ej. Golden Globe, BAFTA, etc), sino que además es una científica destacada y es que a finales de los 1990′s, en su etapa de estudiante en la Syosset High School en Long Island, llego a las semifinales del concurso Intel Science Talent Search, uno de los más exigentes y reconocidos de Estados Unidos, la crème du le crème o en palabras de Natalie Angier (columnista del NYTimes) crème de las grasas lácteas encapsuladas en una membrana de fosfolípidos y proteínas, de los jóvenes científicos en formación.

Pero llegar a semifinales en este concurso estudiantil no es cualquier cosa y es que entre sus ganadores y aquellos que se quedaron a pocos pasos (como es el caso de Natalie), se encuentran anda más y nada menos que 7 premios Nobel en Física y Química, 2 Medallas Fields en matemáticas, 6 Medallas Nacionales de Ciencia y Tecnología y un grupo muy destacado de genios apoyados por la MacArthur Foundation.

Tras haber interpretado a la Reina Amidala en la saga de Star Wars (tal vez lo más cercano a los personajes de TBBT, fanáticos a la Ciencia Ficción) y ser catapultada a la fama mundial, Natalie Portman ingresó a la Universidad de Harvard, donde estudió neurociencias y la evolución mental.

Natalie Portman no es el único caso de mujeres científicas que también actuan, ejemplo de ello son Hedy Lamarr “la mujer más hermosa de Hollywood” y quien combinaría su carrera artística con la ingeniería, creando un sistema de orientación de torpedos.

Danica McKellar a la que muchos recordaremos por su papel de Winnie Cooper en The Wonder Years, es además una matemática destacada, habiendose graduado con suma cum laude en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), donde diseño una prueba matemática para ciertas propiedades de los campos magnéticos, además de escribir libros de divulgación matemática para mayores de 13 años como son “Maths Doesn’t Suck” y “Kiss My Math”

Maim Bialik, quien se hiciera famosa por la serie Blossom y al igual que Natalie Portman llegase a ser dirigida por Woody Allen, es la que más se hacerca a los personajes de The Big Bang Theory, todo por interpretar a la neurobiologa Farrah Amy Fowler, en algún momento amor del físico Sheldon Cooper (vaya casualidades con lo de Winnie Cooper). Pero lo que quizás resulte más curioso es que en la vida real Maim Bialak comparte con su personaje Farrah,  un doctorado en neurobiología, ella procedente, al igual que McKellar de la UCLA.

Así que lejos de los estereotipos, realmente la Ciencia y la farándula no son tan lejanos, como dice Bialik, “en ambos se requiere de un gran ego”. Y bueno recordemos que según una encuesta realizada por Parship en el 2009 y publicado hace un año, se llega a considerar a las médicos y científicas dentro de las 5 profesionistas más “sexies” (lo mismo aplico para los hombres).

Grandes actrices, grandes mujeres, grandes científicas.

Fuente: NYTimes.com

Robots controlados con neuronas

Pintura realizada por Meart. Fuente: bbc.co.uk

Hace unos 10 días platicaba con mi primo Antonio (vamos que ya no le gusta que le digamos “Toñito”) y me comentaba de los robots controlados por neuronas. He de confesar que me agarró en curva, pero le he buscado un poco para quitarme la cosquillita de encima, aunque aún me falta leer más, así que si algún erudito en la materia de la robotica y las neurociencias (o en ambas mucho mejor) puede iluminarnos, mucho se lo agradeceré.

El primer indicio que tengo es un robot llamado Meart, realizado por un grupo de científicos estadounidnses y australianos. Ellos crearon un brazo robótico, con tres marcadores, el cual dibuja en una hoja en blanco en el laboratorio de Guy Ben-Ary en la Universidad de Australia Occidental (UWA), en Perth. Dicho brazo es controlado por internet, desde el laboratorio de Dr. Steve Potter (nada que ver con Harry, aunque esto suene a magia) en el Instituto de Tecnología de Georgia (Georgia Tech), en Atlanta.

“Yo tengo esperanzas de ver algo que podríamos llamar como ‘aprendizaje’, pero hasta ahora, sólo tenemos evidencia de que el sistema se está adaptando y desarrollando, algo así como volviéndose más controlado, menos caótico con el tiempo”, concluyó el científico. Lo que destaca es que el “cerebro” que controlaba este brazo a 19,000 Km de distancia es un conjunto de 50,000 neuronas de rata, que se encuentran preservados en un medio de cultivo líquido, conectadas a 64 electródos, que a su vez interactuán con una computadora que hace las veces de traductor y mensajero.

El Dr. Potter comentaba que el no clasificaría este sistema como “algo inteligente”, pero que si podría aprender, a lo que agrega:

“Yo tengo esperanzas de ver algo que podríamos llamar como ‘aprendizaje’, pero hasta ahora sólo tenemos evidencia de que este sistema se está adaptando y desarrollando, algo así como volviéndose más controlado y menos caótico con el tiempo”

Esta primera noticia es de mediados del 2003, el Dr. Potter solo tuvo que esperar 5 años, para que investigadores de la Universidad de Reading en Inglaterra, crearan un pequeño robot, también con un cerebro compuesto por neuronas de rata, que es capaz de evitar golpearse contra una pared y sortear obstáculos, agrego 2 videos en torno a ello, en el primero el robot es más lento, pero explica bien el proceso, en el segundo, no sé bien si por tener mejores receptores “visuales” o por estar ya más entrenado (además de estrenar carcasa) es increíblemente rápida su reacción y aún más precisa.

Pero ¿cómo es que funciona?

“El robot reproduce algunas acciones humanas y aprende a través de la repetición”, ha declarado el científico Kevin Warwick, responsable del equipo que ha creado el androide. “Ahora hay que enseñarle a hacer cosas”, ha bromeado el investigador

El pequeño Gordon, como fue bautizado, se creo a partir de 300,000 neuronas de rata, que se separaron y fueron colocados en una solución y posteriormente ubicados en una cama con 70 electrodos. A las 24 horas, las neuronas ya se había unido, formando una red, similar a la de un cerebro normal. Una semana más tarde produjeron impulsos eléctricos espontáneos  y lo que parecería ser una actividad de cerebro ordinaria.  Según explica el Dr. Warwick director del equipo. Posteriormente se utilizó dicha reacción para conectar el “cerebro” con los electrodos.

Cuando el robot chocaba contra una pared, el cerebro recibía un estímulo, hasta que esquivaba el ostáculo, así poco a poco fue aprendiendo. Ahora buscan cómo enseñarle a realizar más acciones, aumentandoe l voltaje sobre los distitnots electrodos, señaló Warwick.

Si el androide esta en un sitio determinado y se le dan estímulos eléctircos, el cerebro lo dirigirá a un determinado punto, justo a donde el científico lo haya pedido. Como en los seres humanos, si el cerebro de Gordon no se estimula regularmente, pierde sus capacidades, señala el investigador, en cambio a más estímulos, las conexiones se refuerzan y es más ágil.

Se espera que esta investigación aporte conocimientos para ciertas enfermedades, como el Alzheimer y el Parkinson.

Fuentes: BBC | Ne0teo | Gizmodo

De la mosca, al del hombre… atlas cerebral, neurona a neurona

Cerebro de la Mosca de la Fruta (Fuente: Dean's Corner

La mosca de la fruta ha sido en infinidad de ocasiones, el modelo utilizado para estudiar diversos fenómenos, que a la postre, serían llevados a los seres humanos. Hoy, las científicos taiwaneses, capitaneados por el Dr. Ann-Shyn Chiang han logrado realizar algo que parecía imposible, creando el primer atlas del cerebro del insecto antes mencionado. Esto lo lograron clonando una proteína para que, en ciertas condiciones, se apreciera en color verde, logrando con ello, realizar una colección enorme de imágenes tridemensionales de neuronas, en forma individual,  incluyendo el núcleo, el axón, a las dendritas, así como cada una de sus sinapsis, creando así un “atlas”.

100,000 neuronas aproximadamente forman el sistema nervioso de la mosca de la fruta, hasta el moemento el grupo a logrado escanear un promedio de 16,ooo, con cada una de sus sinapsis. (La mosca de la fruta tiene aproximadamente el 0.0001% de neuronas que el ser humano).

Pero imaginémonos, si esto se logra transpolar al cerebro humano, podremos formarnos una idea de su “lenguaje y con ello, entender el su funcionamiento e internir en distitnas enfemedades de una manera más específica, como son el Alzheimer, la depresión, etc.

Los investigadores han ejemplificado este mapa com una computadora, compuesta por 41 unidades de procesamiento, unidas a través de 58 trayectos, y 6 hubs. Pues bien, curiosaente y también como es de pensarse, este proyecto necesita de una super computadora, la cual se encuentra  localizada en Taiwan, que además permite a quien así lo quiera visitar el proyecto.

Fuente: NYTimes.com / Dean’s Corner

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