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Ratas entrenadas son capaces de detectar Tuberculosis (Fuente: Sala Lewis/Reuters)

Existen cosas que cuando las imaginamos nos resultan hasta extravagantes o absurdas, pero para la Ciencia lo que a la mente es absurdo no es forzosamente imposible.

Las ratas han sido catalogadas durante siglos como sinónimo de enfermedad, recordemos tan solo la Peste Negra en el siglo XIV de nuestra era. Tal vez ha reinvicado un poco sus nexos con la humanidad debido a que es en esta especie en la que se realizan la gran mayoría de los protocolos de investigación sobre enfermedades y tratamientos farmacológicos: hoy PubMed me dió 2,399,498 publicaciones realizadas en ratas y otros roedores.

Pues bien, hoy la rata juega un nuevo papel, investigadores de Michigan, Tanzania y Bulgaria acaban de publicar en The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene un artículo que reindica a la superfamilia Muroidea, ahora como medio de diagnóstico de la Tuberculosis, más sensible que el actualmente utilizado en países en desarrollo y más económico que los más modernos sistemas de diagnóstico, inalcanzables para estas naciones.

La Tuberculosis según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS) afectaba para el 2005 a más del 11,100,000 de personas con una prevalencia de 171 enfermos por cada 100,000 habitantes (que varía de 25 por cada 100,000 en América a 480 por cada 100,000 en África), de los cuales un 5% contaba también con el diagnóstico de VIH. La misma OMS estima que en el 2008 murieron 1,300,000 pacientes con Tuberculosis, negativos a VIH (21 por cada 100,000). Mientras que las muertes en pacientes positivos a la infección por VIH tuvieron una muerte de aproximadamente el 23%, es decir en el 2007 muerieron aproximadamente 2,000,000 de personas con VIH/SIDA.

Regresemos al estudio, para esta investigación los científicos utilizaron ratas de Gambia (Cricetomys gambeanus) de 8 semanas de edad, a las cuales entrenaron haciéndoles oler a través de unos orificios muestras de esputo de pacientes con Tuberculosis y sujetos sanos, cuando la rata permanecía más de 5 segundos oliendo la muestra contaminada era premiada con comida (específicamente cacahuates y plátanos), situación que no sucedía cuando olfateaba mucho la muestra del control, de este modo la rata relacionó el olfatear las muestras positivas con una recompensa.

¿Los resultados? Pues bien, vayamos primero a lo que se hace actualmente. Hoy en día, en los países más desarrollados, se cuenta con estudios caros y complicados para el diagnóstico de la tuberculosis, la OMS avaló una máquina capaz de dar los resultados en menos de 2 horas, el pero, cuesta aproximadamente $17,000 dólares y utiliza un cartucho que cuesta $17 dólares, ningún país en vías de desarrollo podría costear algo así, sobre todo si tomamos en cuenta que son los que cuentan con la mayor prevalencia del padecimiento.

Así pues que en los países pobres, la forma más común es realizar un estudio microscópico, una técnica que ya tiene más de 100 años de antigüedad, en ella se tiñe el esputo con substancias que tiñen únicamente al Mycobacterium tuberculosis, agente causal de la tuberculosis y se observa tras el microscopio. Las ventajas son su bajo costo, la facilidad para realizarlo en cualquier sitio y que casi no se requiere ningún implemento, la desventaja, es poco sensible, es decir entre un 60 y un 80% de las pruebas positivas no son diagnósticadas.

Vayamos al estudio en cuestión, nuestras amigas le hacen al competencia a Dr. House únicamente olfateando la muestra, llegando a presentar una sensibilidad del 86.6% de los casos y una sensibilidad de hasta el 93%. La ventaja, las ratas se reproducen fácilmente, el entrenamiento no es costoso al igual que su mantenimiento, la desventaja… los tabués entorno al orden Rodentia específicamente en la superfamilia Muroidea.

Poling A, Weetjens BJ, Cox C, et al. Using Giant African Pouched Rats to Detect Tuberculosis in Human Sputum Samples: 2009 Findings. Am J Trop Med Hyg 2010;83(6):1308-10 doi: 10.4269/ajtmh.2010.10-0180 PMID 21118940

Fuente: Mike The Mad Biologist

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.