martes, 15 de enero de 2019

Los ocho trucos que da la ciencia para dormir mejor (y un consejo definitivo)

 
Muy al principio, la humanidad (que había sido hecha de arcilla y sangre de dioses rebeldes para trabajar como simple mano de obra) se hizo tan numerosa que el ruido de las calles, casas y talleres era insoportable. “El país parecía un toro que bramaba”, se dice en el Atrahasis.
 
Fue entonces cuando Enlil, el señor de los cielos y la tierra, no pudo conciliar el sueño y ordenó que comenzara la plaga. Esa es la historia con la que los antiguos acadios explicaban que todos los males del mundo habían comenzado con el sueño. Con la falta de sueño. ¿Quién puede culparlos?
 
Nuestra forma de entender el sueño habrá cambiado mucho en los últimos 4.000 ó 5.000 años, pero cuando en mitad de una asfixiante noche de verano alguien nos despierta tocando el claxon de su maldito coche, la idea en Enlil suele parecernos incluso moderada. Hoy, como entonces, dormir se ha convertido para muchos en una misión imposible. Hoy nos internamos en la literatura científica para extraer ocho de trucos y un consejo que nos ayuden a dormir mejor.

Dormir elimina las toxinas que se acumulan en el cerebro

 
Un grupo de neurocientífico ha examinad cerebros de ratones conscientes e inconscientes utilizando una técnica llamada microscopia de excitación de dos fotones, una técnica de proyección de imagen fluorescente que permite la imagen de tejido vivo hasta una profundidad de un milímetro.
 
Cuando los ratones se durmieron, sus células cerebrales en realidad se encogieron, expandiendo los espacios entre ellas en un 60 por ciento. Fue entonces cuando el líquido cefalorraquídeo entró y limpió los desechos y toxinas acumuladas en el cerebro.
 

Sistema glinfático

Durante el sueño, el líquido cefalorraquídeo se bombea alrededor del cerebro y elimina los productos de desecho. El proceso ayuda a eliminar los detritos moleculares que las células del cerebro producen como parte de su actividad natural, junto con las proteínas tóxicas.
 
Este proceso se ve facilitado por el sistema glinfático, una suerte de red de tuberías que conduce el material de desecho fuera del cerebro. Los científicos, que tomaron imágenes de los cerebros de los ratones, demostraron que el sistema glifático se volvió 10 veces más activo cuando los ratones estaban dormidos.
 
Aunque el sistema linfático es responsable de eliminar proteínas extracelulares, exceso de fluido y productos de desecho del metabolismo del tejido periférico, curiosamente, el cerebro y la médula espinal carecen de vasculatura linfática. El sistema glinfático es la razón por la que el tejido nervioso del sistema nervioso central funciona en ausencia de la circulación linfática convencional.
 
Esta red de vasos, pues, es específico del cerebro, ya que el sistema linfático lleva a cabo el lavado de toxinas en el resto del cuerpo, que no puede hacer que sus poderes de limpieza pasen la barrera hematoencefálica. El término de sistema glinfático fue acuñado por la neurocientífica danés Maiken Nedergaard dada la dependencia del sistema en las células gliales.
 
Se cree, de hecho, que la acumulación de productos de desecho en el cerebro conduce a la enfermedad de Alzheimer y otras formas de demencia. No en vano, uno de los productos de desecho que se extraen del cerebro durante el sueño es el beta amiloide, la sustancia que forma las placas pegajosas asociadas con la enfermedad de Alzheimer.
 
Todavía es solo una hipótesis, pero resulta fascinante que los trastornos del sueño puedan desempeñar un papel clave en el mal de Alzheimer, la enfermedad de Huntington, el mal de Parkinson y otras enfermedades neurodegenerativas.
 
El sistema glinfático también se ha asociado con la enfermedad autoinmune. Los investigadores sabían que el sistema inmunológico tiene un acceso limitado al cerebro. Al mismo tiempo, el sistema inmunológico mantiene un control sobre el estado del cerebro, aunque nadie sabía exactamente cómo. Algunos investigadores teorizan que el sistema glinfático podría ser el conducto de enfermedades como la esclerosis múltiple (en la cual el sistema inmunológico ataca ciertas células del cerebro).

miércoles, 9 de enero de 2019

Hemos empezado a entender el propósito de soñar: es una terapia emocional

Por primera vez, un grupo de investigadores tiene evidencia de que los sueños ayudan a calmar el impacto de los eventos emocionales en nuestras vidas, actuando como una terapia nocturna.
 
El hallazgo plantea la posibilidad de hackear nuestros sueños para impulsar el aprendizaje, la memoria y el bienestar emocional.
 
 

Terapia nocturna

Mark Blagrove de la Universidad de Swansea en el Reino Unido y sus colegas han descubierto que la fuerza emocional de las experiencias que tenemos cuando estamos despiertos están relacionadas con el contenido de nuestros sueños y la intensidad de las ondas cerebrales de nuestros sueños. Los investigadores también descubrieron que los eventos que tenían un mayor impacto emocional tenían mayor probabilidad de incorporarse a los sueños de una persona que las experiencias más neutrales.
 
Durante el sueño REM, la actividad eléctrica en el cerebro oscila a una frecuencia entre 4 y 7 hertzios, generando un tipo de onda cerebral conocida como ondas theta. Normalmente están asociadas con las primeras etapas de sueño, fases 1 y 2. Se generan tras la interacción entre los lóbulos temporal y frontal.
 
 
A la luz de este hallazgo, la intensidad de las ondas theta de una persona se correlacionaba positivamente con experiencias recientes y emocionalmente poderosas.
 
El equipo descubrió que la actividad theta es mayor en las personas que tienen pesadillas frecuentes. Puede ser que esas personas hagan un mayor esfuerzo mental para procesar sus emociones y experiencias durante el sueño. Según Blagrove:
Este es el primer descubrimiento de que las ondas theta están relacionadas con soñar con la vigilia reciente, y la evidencia más sólida hasta ahora de que el sueño está relacionado con el procesamiento que el cerebro está haciendo de los recuerdos recientes. Sabemos que las personas que tienen más sueño REM y una actividad theta más intensa durante el REM son más capaces de consolidar los recuerdos emocionales. Si intentamos hackear nuestros sueños aumentando artificialmente las ondas theta, esto podría llevar a la incorporación de más experiencias de vigilia en nuestros sueños. Esto podría ayudarnos a aprender mejor
Las neuronas se valen de las ondas cerebrales para separar lo importante de lo secundario en los procesos cognitivos. Usan las diferentes frecuencias de las ondas cerebrales para clasificar la información antes de hacerla llegar a las células nerviosas que toman las decisiones. Así pues, las técnicas que aumentan las ondas theta durante el sueño también podrían abrir la puerta para mejorar nuestra capacidad de almacenar recuerdos.

Para memorizar algo es mejor dibujarlo que escribirlo

 
Investigadores de la Universidad de Waterloo descubrieron que incluso si las personas no eran buenas dibujantes, dibujar resultó ser un método más eficaz para ayudar a retener información nueva que escribir notas, ejercicios de visualización o mirar pasivamente las imágenes. El estudio fue dirigido por Melissa Meade.

Las bondades de dibujar

Los investigadores compararon diferentes tipos de técnicas de memoria para ayudar a la retención de un conjunto de palabras, en un grupo de estudiantes universitarios y un grupo de personas mayores. Los participantes codificarían cada palabra escribiéndola, dibujándola o listando atributos físicos relacionados con cada elemento.
 
Más tarde, después de realizar cada tarea, se evaluó la memoria. Ambos grupos mostraron una mejor retención cuando utilizaron el dibujo en lugar de escribir para codificar la nueva información, y este efecto fue especialmente grande en los adultos.
 
Los investigadores creen que el dibujo condujo a una mejor memoria en comparación con otras técnicas de estudio porque incorporaba múltiples formas de representar la información: visual, espacial, verbal, semántica y motora.
 
La retención de nueva información generalmente disminuye a medida que las personas envejecen, debido al deterioro de las estructuras cerebrales críticas involucradas en la memoria, como el hipocampo y los lóbulos frontales. En contraste, sabemos que las regiones de procesamiento visuoespacial del cerebro, involucradas en la representación de imágenes e imágenes, están casi intactas en el envejecimiento normal y en la demencia. Según Meade:
Nuestros hallazgos tienen implicaciones emocionantes para las intervenciones terapéuticas para ayudar a los pacientes con demencia a conservar recuerdos episódicos valiosos a lo largo de la progresión de su enfermedad.

Los sustitutos del azúcar no son más saludables que el azúcar real

Ya sabíamos que el azúcar moreno no es más saludable que el azúcar normal, incluso puede ser peor, ahora se añade otra investigación a la evidencia cada vez más sólida de que los sustitutos que usamos para el azúcar tampoco lo son.
 
En nuevo estudio, publicado en el British Medical Journal, muestra que no hay afirmaciones científicamente sólidas para sugerir que los edulcorantes artificiales son inherentemente más saludables para las personas.

Edulcorantes

Un equipo de investigadores europeos, encargado por la Organización Mundial de la Salud, realizó 56 estudios individuales sobre edulcorantes sin azúcar que involucraron a casi 14 000 personas en total. Luego verificaron la ingesta de los edulcorantes contra los cambios en el peso corporal o el índice de masa corporal, la salud bucal, el comportamiento alimentario, el cáncer, la enfermedad cardíaca, la enfermedad renal y los cambios de humor, entre otros factores.
 
El nuevo metanálisis es el más completo hasta la fecha del campo de la investigación sobre los edulcorantes y su impacto en nuestra salud. A pesar de eso, todavía no es del todo concluyente. Sí, en nutrición hay pocas evidencias realmente concluyentes.
 
Los autores del estudio señalan que hay mucho más trabajo por hacer para comprender cómo los edulcorantes artificiales pueden o no estar relacionados con resultados negativos para la salud, como el cáncer. Uno de los mayores obstáculos para esto es que la mayoría de los estudios que han abordado ese problema no se han realizado durante un largo período de tiempo.

Consumir un huevo al día podría reducir la probabilidad de diabetes 2

 
El consumo de un huevo por día parece asociarse con un perfil de metabolitos sanguíneos que se relaciona con un menor riesgo de diabetes tipo 2, según un nuevo estudio. Los hallazgos han sido publicados en Molecular Nutrition and Food Research.
 
Los huevos siguen siendo uno de los alimentos más controvertidos. La alta ingesta de huevos ha sido tradicionalmente desaconsejada, principalmente debido a su alto contenido de colesterol. Sin embargo, los huevos también son una fuente rica de muchos compuestos que pueden tener efectos beneficiosos para la salud. Esto significa que los efectos en la salud de consumir huevos son difíciles de determinar basándose únicamente en su contenido de colesterol.

Diabetes 2

En el estudio, las muestras de sangre de los hombres que comían más huevos incluían ciertas moléculas de lípidos que se correlacionaban positivamente con el perfil de sangre de los hombres que permanecían libres de diabetes tipo 2.
 
En algunos estudios, las dietas altas en colesterol se han asociado con alteraciones en el metabolismo de la glucosa y el riesgo de diabetes tipo 2. En contraste, en algunos estudios experimentales, el consumo de huevos ha llevado a una mejor equilibrio de la glucosa.
 
Aunque es demasiado pronto para sacar conclusiones causales, ahora tenemos algunas sugerencias sobre ciertos compuestos relacionados con el huevo que pueden tener un papel en el desarrollo de la diabetes tipo 2. Investigaciones más detalladas con modelos celulares y estudios de intervención en humanos que utilizan técnicas modernas, como la metabolómica, son necesarios para comprender los mecanismos detrás de los efectos fisiológicos de la ingesta de huevos.

Repartos con vehículos autónomos casi sin supervisión humana

 
Kroger es una cadena de supermercados de Estados Unidos. Tiene su sede en Cincinnati, Ohio.​ La cadena tiene 2.800 tiendas en 35 estados y atiende a cerca de 9 millones de clientes todos los días. En 2009, Kroger era número 22 en las empresas de Fortune 500.​ Y ahora también ha comenzado a realizar algunas entregas a domicilio con vehículos autónomos casi sin supervisión humana. Ahira está probando vehículos de reparto autónomos en Scottsdale, Arizona, sin supervisión humana.

Nauro

Kroger anunció su asociación con la compañía de robótica Nuro a principios de este año. Desde agosto, se han realizado casi 1 000 entregas de prueba con alguna asistencia humana.
 
Pero el R1 es el primer miembro completamente autónomo del servicio de entrega de Kroger, y está empezando a funcionar ahora. Los clientes pagarán 5,95 dólares para solicitar una visita de la furgoneta de entrega autónoma. Los usuarios deberán salir para encontrarse con el vehículo y descargarlo cuando llegue. Esta prueba piloto con una tienda de Arizona, Fry's Food Stores, en el 7770 East McDowell Road, en Scottsdale, permite evaluar las entregas con vehículo autónomo sin asistencia humana.

Nuro construyó el “pod” de entrega R1 desde cero, teniendo como meta de crear “el mejor vehículo y servicio para el transporte de mercancías”. Los vehículos autónomos de Nuro cuentan con los elementos tecnológicos típicos que podríamos encontrar en otros coches similares: lidar, radares y cámara. En este caso, será el propio software de Nuro el que ayude al vehículo autónomo a desplazarse. Eso sí, detrás hay operadores humanos que pueden llegar a tomar el control del R1 en caso de que surja algún inconveniente.

Ya podemos leer palabras directamente de nuestro cerebro gracias a la IA

Electrodos colocados directamente en el cerebro registraban la actividad neuronal, mientras que los pacientes de cirugía cerebral escuchaban palabras o leían las palabras en voz alta. A continuación, los investigadores trataron de averiguar qué escuchaban o decían los pacientes comprobando estos registro de neuronas activadas.

 
Tres estudios en lo que se ha hecho esto ha permitido a los investigadores pudieron convertir la actividad eléctrica del cerebro en archivos de sonido más o menos inteligibles.

Leer el cerebro

El primer estudio al respecto, publicado en bioRxiv el 10 de octubre de 2018, describe un experimento en el que los investigadores reprodujeron grabaciones de personas hablando a pacientes con epilepsia que estaban en medio de una cirugía cerebral. Las grabaciones neuronales tomadas en el experimento tenían que ser muy detalladas para ser interpretadas.
 
Mientras los pacientes escuchaban los archivos de sonido, los investigadores registraron neuronas que se activaban en las partes del cerebro de los pacientes que procesaban el sonido.
 
Para traducir estas activaciones de neuronas en palabras, se probaron varios métodos diferentes, determinando que el "deep learning", un conjunto de algoritmos de clase aprendizaje automático de inteligencia artificial era el método más eficaz.
 
Al pasar los resultados a través de un vocoder, que sintetiza voces humanas, para un grupo de 11 oyentes, esos individuos pudieron interpretar correctamente las palabras el 75 por ciento de las veces. Sacándolas directamente del cerebro de los sujetos analizados.
 
Podéis escuchar el audio de este experimento aquí.
 
El otro estudio, publicado el 27 de noviembre de 2018, se basaron en grabaciones neuronales de personas sometidas a cirugía para extirpar tumores cerebrales. Mientras los pacientes leían en voz alta las palabras de una sílaba, los investigadores registraron tanto los sonidos que salían de la boca de los participantes como las neuronas que se activaban en las regiones del cerebro que producen el habla.
 
A continuación, enseñaron una red neuronal artificial para convertir las grabaciones neuronales en audio, mostrando que los resultados eran al menos razonablemente inteligibles y similares a las grabaciones hechas por los micrófonos. El audio de este experimento está aquí.
 
 
El tercer estudio, publicado el 9 de agosto de 2018, se basó en registrar la parte del cerebro que convierte las palabras específicas que una persona decide verbalizar en movimientos musculares. Si bien no hay ninguna grabación de este experimento disponible online, los investigadores informaron de que pudieron reconstruir oraciones completas (también registradas durante la cirugía cerebral en pacientes con epilepsia) y que las personas que escucharon las oraciones pudieron interpretarlas correctamente el 83 por ciento del tiempo. El método de este experimento se basó en identificar los patrones involucrados en la producción de sílabas individuales, en lugar de palabras completas.
 
El objetivo de todos estos experimentos es hacer posible que un día las personas que han perdido la capacidad de hablar (debido a esclerosis lateral amiotrófica o afecciones similares) hablen a través de una interfaz de ordenador. Con todo, si bien los investigadores creen que es algo posible en un futuro, asumen que de momento interpretación de los patrones neuronales de una persona que solo imagina el habla es más complicada que la interpretación de los patrones de alguien que escucha o produce el habla.

Esta granja autónoma produce más alimento y prescinde de trabajadores humanos

 
Esta nueva granja autónoma aspira a producir alimentos sin trabajadores humanos. Produce la misma cantidad de verduras de hoja verde que una granja al aire libre típica que que fuera cinco veces más grande.
 
Iron Ox ha inaugurado su primera planta de producción en San Carlos, cerca de San Francisco. La instalación hidropónica de de casi 800 metros cuadrados, que está unida a las oficinas de la startup, producirá verduras de hoja verde a una tasa de aproximadamente 26 000 cabezas por año. Ese es el nivel de producción de una granja al aire libre típica que podría ser cinco veces más grande.
 
La apertura es el siguiente gran paso hacia el objetivo final de la compañía: una granja totalmente autónoma donde el software y la robótica ocupen el lugar de los trabajadores agrícolas humanos.
Iron Ox no está vendiendo ninguno de los alimentos que produce por el momento: van a un banco de alimentos local y al bar de ensaladas de la compañía.
 
Los brazos robóticos extraen individualmente las plantas de sus bandejas hidropónicas y las transfieren a nuevas bandejas a medida que aumentan de tamaño, maximizando su salud y rendimiento. Las grandes máquinas blancas llevan las bandejas alrededor de la instalación.
 
 
Todas las máquinas colaboran entre sí a través de un software llamado "The Brain". Como un ojo que todo lo ve, vigila la granja, monitorea cosas como los niveles de nitrógeno, la temperatura y la ubicación de los robots.
 
Actualmente, la granja no es cien por cien autónoma: los trabajadores ayudan con la siembra y el procesamiento de cultivos, pero se esperan que estos pasos también queden automatizados dentro de poco tiempo.
 
De esta manera, se espera solventar uno de los principales problemas de la agricultura en países como Estados Unidos: la falta de mano de obra humana, que escasea cada vez más.

miércoles, 2 de enero de 2019

Llegan los plásticos biodegradables, sin desechos tóxicos y reciclables

 
La proliferación de plástico en el planeta es un problema medioambiental de primer orden, de modo que resulta ineficaz apelar a la conciencia y la moralidad a fin de perseguir un comportamiento ascético o monacal respecto a su uso. Si queremos atajar el problema de raíz sin incidir en el nuestro nivel de vida, hay que buscar atajos tecnológicos.
 
Eso es lo que han hecho investigadores de a Universidad de Tel Aviv y cuya investigación al respecto ha si publicada en la revista Bioresource Technology

Nuevo plástico

Un nuevo polímero desarrollado a partir de microorganismos marinos que se alimentan de algas se ha empleado con éxito para fabricar plásticos biodegradables, sin desechos tóxicos y reciclables. Los investigadores aprovecharon los microorganismos que se alimentan de las algas para producir un polímero bioplástico llamado polihidroxialcanoato (PHA).
Según uno de los investigadores de este nuevo plástico, Alexander Golberg, de la Escuela de Ciencias Ambientales:
Una solución parcial a la epidemia plástica son los bioplásticos, que no usan petróleo y se degradan rápidamente. Pero los bioplásticos también tienen un precio ambiental: cultivar las plantas o las bacterias para hacer que el plástico requiera suelo fértil y agua dulce, del que muchos países, incluido Israel, carecen. Nuestro nuevo proceso produce 'plástico' a partir de microorganismos marinos que se reciclan completamente en desechos orgánico.
Según Golberg, el nuevo estudio podría revolucionar los esfuerzos del mundo para limpiar los océanos, sin afectar las tierras cultivables y sin usar agua dulce.
Ahora estamos realizando una investigación básica para encontrar las mejores bacterias y algas que serían más adecuadas para producir polímeros para bioplásticos con diferentes propiedades.

Este es el primer material sintético que, a medida que se estira, gana grosor

Existen materiales en la naturaleza que exhiben estas capacidades, denominadas auxéticas, como la piel de gato, la capa protectora en las conchas de los mejillones y los tendones en el cuerpo humano, pero es la primera vez que se crea un material sintético con estas propiedades, es decir, que se vuelve más grueso, a nivel molecular, a medida que se estira.
 
Los creadores de este material han sido investigadores de la Universidad de Leeds.

Auxéticos

Los auxéticos también son excelentes para absorber energía y resistir fracturas. Puede haber muchas aplicaciones potenciales para materiales con estas propiedades, como armaduras corporales, arquitectura y equipos médicos.
El equipo descubrió el material, aún sin denominación, mientras examinaba las capacidades de los elastómeros de cristal líquido. Los cristales líquidos son más conocidos por su uso en pantallas de teléfonos móviles y televisores y tienen propiedades tanto líquidas como sólidas. Según explica Deves Mistry, de la Escuela de Física y Astronomía de Leeds, y autor principal de la nueva investigación:
Este es un descubrimiento realmente emocionante, que tendrá importantes beneficios en el futuro para el desarrollo de productos con una amplia gama de aplicaciones. Este nuevo material sintético es inherentemente auxético en el nivel molecular y, por lo tanto, es mucho más simple de fabricar y evita los problemas que generalmente se encuentran con los productos de ingeniería. Pero se necesita más investigación para comprender exactamente cómo se pueden usar.

Descubren en Brasil una red de termiteros del tamaño de Gran Bretaña y son tan antiguos como las pirámides

 
Cubren un área del tamaño de Gran Bretaña y tienen unos 4.000 años de antigüedad. Así es el termitero más grande que se ha encontrado y que se halla en el noreste de Brasil.
 
Según un nuevo estudio que se publica en Current Biology, los montículos, que son fácilmente visibles en Google Earth, son el resultado de la excavación lenta y constante de los insectos de una red de túneles subterráneos interconectados.

Una obra magna

El examen de esta obra gigantesca nos arroja cifras difíciles de imaginar: 200 millones de montículos en forma de cono, cada uno de aproximadamente 2,5 metros de altura y 9 metros de ancho.
 
Los montículos estaban ocultos por la vegetación, y solo podían verse cuando algunas de las tierras fueron despejadas para pastos en las últimas décadas. Según explica Stephen Martin, de la Universidad de Salford, en Reino Unido:
Estos montículos fueron formados por una única especie de termitas que excavó una red masiva de túneles para permitirles acceder a las hojas muertas para comer de forma segura y directamente desde el suelo del bosque. La cantidad de suelo excavado es de más de 10 kilómetros cúbicos, equivalente a 4.000 grandes pirámides de Giza, y representa una de las estructuras más grandes construidas por una sola especie de insecto.
Los montículos se crearon hace entre 690 y 3.820 años, lo que los hace tan viejos como los montículos de termitas más antiguos que se conocen en África. Un mapa de feromonas podría permitir a las termitas minimizar el tiempo de viaje desde cualquier lugar de la colonia hasta el montículo de desechos más cercano.
 
 
Con todo, todavía quedan muchas preguntas por resolver. Por ejemplo, nadie sabe cómo se estructuran físicamente estas colonias de termitas porque nunca se ha encontrado una cámara reina de la especie.
Es increíble que, en esta época, se pueda encontrar una maravilla biológica 'desconocida' de este tamaño y edad aún existente, con los ocupantes todavía presentes.
Las termitas crean extensos laberintos subterráneos de túneles, y expulsan todo el suelo que no necesitan a la superficie. El proceso es lento y gradual, pero las termitas lo han estado haciendo durante milenios. Son más como una fuerza geológica que un organismo. Al igual que los ríos o glaciares esculpen el paisaje a su alrededor, también estos pequeños insectos esculpieron esta obra magna en Brasil visible desde el espacio.
Las 2.600 especies de termitas que existen en el mundo constituyen el 10 % de la biomasa total del planeta. Si queréis saber más sobre ellas, podéis leer algunas de las singularidades más extraordinarias de ellas que resaltamos hace un tiempo.